CIRCUITO ELÉTRICO E FUSÍVEIS
Secretaria de Educação do Estado da Bahia
Colégio Estadual Professor Edilson Souto Freire
Dias D’Ávila, BA – 42850-000
Taíse Carolina Brito Nascimento1
Geisilene Bispo dos Santos1
Bruna de Souza Barbosa1
Stefane Antônia Pachla Bomfim1
Rafaelly Rocha Santana dos Santos1
Tiago Camilo1
Samuel Nunes de Santana2
1Alunos da rede estadual de ensino.
2Professor da rede estadual de ensino.
Resumo:
Através deste relatório,
mostraremos os resultados obtidos em nossa experiência com base em circuitos
elétricos, com uma breve explicação do que são os circuitos e seus efeitos,
além de discutir qual a função de um fusível e como esta função é executada.
Palavras chave: Fusível. Circuitos Elétricos. Experiência.
Abstract: Through this report, we will show the results obtained in
our experience based on electrical circuits, with a brief explanation of the
circuits and their effects, as well as discussing the function of a fuse and
how this function is performed..
Key words: Fuse. Electrical Circuits. Experience.
Introdução
I. Circuito
Elétrico
Circuito
elétrico é uma ligação entre vários elementos elétricos de modo em que haja um
caminho fechado para a passagem da corrente elétrica (RAMALHO, vol. 3, pg. 102),
se o circuito estiver aberto a passagem da corrente será interrompida. Os
elementos que constituem o circuito são: resistores, capacitores, geradores e
indutores.
Há variação nos efeitos da corrente
elétrica com base na natureza do condutor e na intensidade da corrente. Os
quatro efeitos principais são: fisiológico, térmico, químico e magnético. (RAMALHO, vol. 3, pg. 105).
O efeito fisiológico é a passagem da
corrente por organismos vivos, onde ocorre contrações musculares, que chamamos
de “choque elétrico”. O valor mínimo que
podemos receber na intensidade da corrente é de 1 mA, o que dá a sensação de
cócegas e/ou formigamento. O valor mortal que uma corrente pode ter é compreendido
entre 10 mA à 3 A, neste valor, o ritmo cardíaco mudaria parando de bombear
sangue ou poderia até causar a paralisia do coração. (RAMALHO, vol. 3, pg. 105).
No efeito térmico (ou “efeito
Joule”), os elétrons livres e os átomos dos condutores se chocam fazendo com
que os átomos recebam energia e vibrem mais. Quanto mais os átomos vibrarem,
maior será a temperatura do condutor.
O efeito químico são determinadas reações
químicas que ocorrem quando a corrente elétrica atravessa soluções eletrolíticas.
(RAMALHO, vol. 3, pg. 106).
Efeito magnético é o que se manifesta pela
criação de um campo magnético na região em torno da corrente. (RAMALHO, vol. 3,
pg. 106).
II. Fusíveis
Fusíveis são dispositivos que têm a
finalidade de proteger os circuitos elétricos. O fusível é feito de um condutor
de baixo ponto de fusão que ao ser atravessado por uma corrente de valor muito
grande se funde. Se este fusível estiver em série com os aparelhos do circuito,
o mesmo evita que os aparelhos sejam danificados pela corrente de intensidade
elevada. (RAMALHO, vol. 3, pg. 143).
Há dois tipos de fusíveis: o de rosca e o de cartucho. No
fusível de cartucho têm uma lâmina metálica que une as extremidades do fusível,
quando a corrente é de alta intensidade esta lâmina se funde. (RAMALHO, vol. 3,
pg. 143).
O experimento à seguir é chamado “Labirinto Elétrico”, é basicamente
um circuito elétrico, onde encontramos um resistor, geradores e outros
elementos que compõem um circuito. É testada a concentração e a coordenação
motora de quem for utilizar este experimento em forma de diversão. Se trata de
uma experiência em que o objetivo é conseguir passar até o final do labirinto
sem ligar a lâmpada led e caso isso ocorra a pessoa perderá neste jogo.
Procedimento Experimental
I. Materiais e montagem
Neste experimento utilizamos uma estrutura de
madeirite como base, veja abaixo na imagem.
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| Figura 1. "Estrutura do experimento". Fonte: Autores do experimento. |
Quatro pregos foram fixados nessa
estrutura, dois em cada lado, onde servirão como base para as pilhas e também
para ligar os fios às pilhas. Utilizaremos duas pilhas de 1,5 V e o polo
negativo de uma pilha deve estar ligada ao polo positivo da outra. Um fio
interliga o polo negativo da pilha à um interruptor, como vemos nas imagens 2 e
3.
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| Figura 2. Fonte: Autores do experimento. |
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| Figura 3. "Ligação entre pilhas e interruptor". Fonte: Autores do experimento |
Do
interruptor um outro fio foi introduzido e este fio estará conectado à uma led.
A led que utilizamos foi retirada de uma lanterna e a mesma veio com uma
indicação de qual era a sua parte positiva e qual a negativa. É bom ressaltar
que para a experiência dar certo, um polo negativo sempre será ligado à outro
polo negativo, assim como um positivo à outro positivo e não haverá erros.
O lado positivo da pilha será ligado, através de um fio, à um tipo de arco
feito de arame e colocado em volta de um pedaço maior de arame que terá a
função de “labirinto”. O fio que ligará o arco à pilha deverá ser grande o
bastante para poder ser movimentado por longa distância e que possa percorrer
todo o labirinto.
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| Figura 4. "Construção do labirinto feito com arame". Fonte: Autores do experimento |
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| Figura 5. "Arco introduzido no labirinto". Fonte: Autores do experimento |
Por fim, um outro fio
será anexado na led, porém, este deverá ser fixado diretamente no arame que fará
papel de labirinto.
II. Execução do experimento
Antes de executar
o experimento devemos nos certificar de que os materiais que serão utilizados
realmente funcionarão, especificamente as pilhas e a luz de led, assim também
como os fios que desempenharão um papel importante na passagem da corrente. A figura
abaixo mostra onde todos os elementos deverão ser posicionados.
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| Figura 6. "Representação dos elementos". Fonte: Autores do experimento |
1. Pilhas
2. Interruptor
3. Luz de led
4. Arco
5. Labirinto
Assim
que posicionados e fixados os elementos o interruptor deve ser ligado e então a
brincadeira começa. Um voluntário deverá tentar passar o arco que está em volta
do arame (o labirinto) sem deixar que eles entrem em contato. Caso o arco e o
arame tenham esse contato, a led será ligada e então o voluntário
automaticamente perde o jogo. Isso ocorre porque o circuito elétrico está
aberto e assim que o arame e o arco se chocam o circuito é fechado.
III.
Resultados e discussão
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| Figura 7. "Circuito elétrico". Fonte: Autores do experimento |
O
polo negativo é representado pela cor preta e o positivo será representado pela
cor vermelha. O polo negativo sempre estará conectado à led, porém, ela apenas
ligará quando o polo positivo também estiver conectado.
Quando afirmamos que “o circuito está
aberto” significa que a luz de led estará pronta para receber a carga positiva,
mas essa carga só será passada assim que o arco estiver em contato com o
labirinto. Este labirinto funcionará como ponte para que a carga positiva possa
chegar até a led, é como se ele estivesse neutro até o momento em que o arco
passa a carga por ele. Então a carga sai da pilha, passa pelo arco e pelo
arame, percorre o fio até chegar a led que então acende.
Abaixo, na figura
8, está representado o diagrama deste circuito elétrico.
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| Figura 8. "Diagrama". Fonte: Autores do experimento |
O labirinto elétrico foi testado em
ambiente claro e escuro, tendo um resultado satisfatório, como mostra a imagem
à seguir. As peças devem ser fixadas na base para um manuseio melhor, assim
como um bom isolamento para evitar que os fios se soltem das peças. Para fixar
uma pilha à outra foi utilizado um pedaço de garrafa pet, de modo que formasse
um tubinho e que fosse menor do que o tamanho das pilhas para que elas pudessem
ser ligadas aos pregos.
O interruptor serviu como um fusível, pois
através dele conseguimos ligar e desligar o experimento fazendo com que o mesmo
fosse protegido se necessário no caso de um pequeno curto-circuito, além de
moderar o uso de bateria.
As pilhas foram escolhidas como geradores de
energia pensando em um manuseio melhor por serem pequenas, além de serem mais
seguras.
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| Figura 9. "Teste em ambiente escuro". Fonte: Autores do experimento |
IV. Conclusão
O Labirinto Elétrico obteve
resultados satisfatórios atendendo às expectativas, passando claramente um
breve conceito de circuito elétrico e seus componentes. Concluiu-se então que
enquanto um circuito elétrico estiver aberto não haverá passagem de corrente elétrica,
pois o circuito fechado é equivalente à uma ponte para a corrente.
Vemos que o fusível desempenha uma
importante função no circuito, já que protege eletrodomésticos e similares de uma
sobrecarga elétrica.
O efeito que foi produzido pela led foi o Efeito Luminoso
que ocorre quando uma certa quantidade de energia elétrica é transformada em
luz. No caso da fita de led, por exemplo, a corrente se divide igualmente em
cada led. O mesmo efeito é encontrado nas lâmpadas comuns, como a incandescente,
em que o filamento de tungstênio é aquecido pela passagem da corrente e assim gera a luz.
Referências
FERRARO, Nicolau Gilberto; RAMALHO JUNIOR, Francisco; SOARES, Paulo Toledo. Os fundamentos da física, vol. 3, 9ª ed.
Símbolos
para circuitos elétricos. Disponível em:
< http://www.escolavirtual.pt/assets/conteudos/downloads/10fqa/sce.pdf>
THENÓRIO, Iberê. Labirinto Elétrico. Disponível em:
GREF. Eletromagnetismo, vol. 2.
NEWTON BRAGA, Instituto. Efeito Luminoso.
Disponível em: <http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/almanaque/932-efeito-luminoso>
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