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Experiência 13:  Teorema da Superposição
Objetivos
  • Verificar experimentalmente o teorema da Superposição;
  • Medir as correntes parciais e a corrente total em um trecho do circuito.

Material Usado
1 Multímetro digital
1 Matriz de pontos
1 Bateria de 9 V com terminais
2 pilhas de 1,5 V com suporte
Cabinhos para conexão
Resistores: 470/1 k/2k2

Introdução Teórica
Deve ser usado em um   circuito com mais de uma fonte de  corrente e/ou fonte de tensão. Tem o enunciado:
   " Dado um circuito que tem somente elementos lineares e  mais de uma fonte de tensão e/ou corrente. A corrente (ou tensão) em um  determinado trecho do circuito pode ser determinada  somando-se algebricamente  as correntes (tensões) individuais de cada gerador quando os outros forem  eliminados (gerador de tensão colocado em curto circuito e  gerador de corrente  colocados em aberto).
 
Exemplo1:   Seja o circuito da Figura1 do qual desejamos calcular a corrente  na resistência  de 10 Ohms.


Figura  1 -  Circuito para resolução por superposição

Primeiramente determina-se o valor e o sentido da  corrente devido ao gerador G1 isolado, quando o gerador G2 é desativado  (colocado em curto circuito), Figura 2.



Figura  2 -  Determinando a corrente devido ao gerador G1 cm G2 desativado.


De acordo com o circuito da Figura 2 a corrente IG1 pode ser  calculada por:

IG1=50V/10 ohms = 5 A

Em seguida, é desativado  o gerador 1 e determinada  a  corrente  no mesmo ponto devido ao gerador  G2, Figura 3.


Figura  3 -  Determinando a corrente devido ao gerador G2 cm G1 desativado

Na Figura 3, a corrente IG2 pode ser calculada por   IG2=20V/10ohms= 2 A

Tendo os valores parciais devido a G1 e G2, para  determinar a corrente devido aos dois  simultaneamente devem ser  somados algebricamente (levando em conta a orientação) as duas correntes, para isso  deve-se  considerar sinal para o sentido da corrente. Por exemplo,  se de A para  B a corrente é positiva, no sentido contrario é negativa, logo I1 é positiva e  I2 é negativa, portanto a corrente  no resistor de 10 Ohms valerá:

I  = I1 + I2 = 5A +(-2A) = 3A , de A para B, Figura 4.


Figura  4 - Corrente  devido aos dois geradores

Procedimento  Experimental
1. Para o circuito da Figura 5 calcule os valores parciais da corrente  em R2(1 k),  devido ao gerador E1 (IE1)  e ao gerador E2 (IE2)  e acorrente total devido aos dois simultaneamente (I2). Anote na  tabela 1.


Figura  5 -  Circuito para experiencia   Teorema da Superposição


Tabela 1 -  Teorema da Superposição – valores calculados e  medidos da corrente em R2
Valores Calculados






2. Monte o circuito da Figura 5 na matriz de pontos de  acordo com layout sugerido da Figura 6.


Figura  6 -  Circuito  para aplicar Superposição de Efeitos  layout na MP - dispositivos fota de escala

3. Retire o jumper  azul em serie com R2 e no seu  lugar coloque o amperímetro, Figura 7, e meça a corrente no resistor  R2 ( I2).   Anote o valor medido na tabela 1 como I2.


Figura 7 -  Medindo a corrente I2 devido aos dois geradores layout na MP -  dispositivos fora de escala

4. Retire a bateria de 9 V e no seu lugar coloque um fio  conforme Figura 8. Meça a corrente em R2 devido ao gerador E1 (3 V). Anote o  valor medido na tabela 1 como IE1.


Figura 8 - Medindo a corrente parcial em R2 devido a E1  layout na MP -  dispositivos fora  de escala


5. Retire o fio e  coloque novamente a bateria de  9 V. Retire a fonte de 3 V (duas pilhas)  e no seu lugar coloque um fio conforme Figura 9 e meça a corrente devido ao gerador E2 (9 V). Anote o valor medido na  tabela I como IE2.


Figura 9 -  Medindo a corrente parcial em R2 devido a E2  layout na MP -  dispositivos fora  de escala

6. Considerando a orientação (sentido) das correntes  parciais IE1 e IE2 obtenha o valor da corrente total
         I2 = IE1 + IE2= _____+______=______
7. Compare os valores medidos com os calculados e tire  conclusões.

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Bibliografia: Analise de Circuitos em Corrente  Contínua - Rômulo Oliveira Albuquerque Editora Erica
 
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