Um simulador de circuitos elétricos ajuda a relacionar o desenho do circuito às medidas de corrente e tensão. Com o Kit para Montar Circuito DC, do PhET, você pode testar ligações com fios, bateria e resistores em um ambiente virtual.
Abrir o simulador oficial de circuitos DC do PhET →
Este roteiro trabalha corrente contínua, indicada pela sigla DC. Não é uma atividade de corrente alternada nem substitui todos os recursos do antigo kit AC+DC. O simulador abre no site oficial do PhET; a organização dos controles pode mudar entre versões.
Como estudar com o simulador
Antes de alterar o circuito, faça uma previsão. Depois monte, meça e compare. Registre a tensão da bateria, os valores das resistências, as conexões e as leituras dos instrumentos. Modifique uma condição de cada vez.
Nos cálculos a seguir, usamos bateria ideal, fios de resistência desprezível e resistores ôhmicos com resistência constante. Se a simulação incluir resistência interna, resistência dos fios ou outro efeito, as medidas podem diferir.
Atividade 1: circuito aberto e fechado
- Monte um único caminho com bateria, fios, resistor e interruptor.
- Observe o circuito com o interruptor aberto e depois fechado.
- Identifique em qual caso há caminho condutor contínuo entre os terminais da bateria.
Resposta esperada: com a interrupção do único caminho, não há corrente contínua nesse circuito simples. Fechando-o, a bateria mantém uma diferença de potencial e pode estabelecer corrente.
Não confunda corrente com tensão: um circuito aberto pode apresentar diferença de potencial entre dois pontos mesmo sem corrente no caminho interrompido.
Atividade 2: teste a Lei de Ohm
Utilize um resistor de 10 Ω. Compare tensões de 3 V, 6 V e 9 V, mantendo as demais condições. Se não for possível selecionar exatamente esses valores, use os disponíveis e refaça as previsões com eles.
Para o resistor ôhmico, U = Ri. As previsões ideais são:
| Tensão no resistor | Resistência | Corrente prevista |
|---|---|---|
| 3 V | 10 Ω | 0,30 A |
| 6 V | 10 Ω | 0,60 A |
| 9 V | 10 Ω | 0,90 A |
O que se mantém constante é a razão U/i. Não aplique essa conclusão automaticamente a qualquer lâmpada real: sua resistência pode variar com a temperatura.
Como ligar amperímetro e voltímetro?
Um amperímetro de inserção deve ficar em série no trecho cuja corrente se deseja medir. No modelo ideal, sua resistência é nula. Se a versão utilizar um sensor sem inserção, siga a orientação do próprio instrumento.
O voltímetro mede a diferença de potencial entre dois pontos; suas pontas são colocadas em paralelo ao componente analisado. No modelo ideal, sua resistência é infinita.
Conectar um amperímetro ideal diretamente entre os terminais de uma fonte ideal não é uma montagem de medição adequada: cria um caminho de resistência nula. A atividade é virtual e não orienta a reprodução dessas ligações em tomadas ou equipamentos reais.
Atividade 3: dois resistores em série
Considere uma bateria ideal de 9 V e resistores de 10 Ω e 20 Ω em um único caminho. Antes de montar, calcule:
Req = 10 + 20 = 30 Ω.
i = 9/30 = 0,30 A.
U1 = 10 × 0,30 = 3 V; U2 = 20 × 0,30 = 6 V.
Confira a corrente em diferentes pontos do caminho e a tensão em cada resistor. A corrente não é “gasta” ao atravessar o primeiro resistor; há transferência de energia nos componentes.
Para aprofundar, veja associação de resistores em série.
Atividade 4: reorganize em paralelo
Agora conecte cada resistor diretamente entre os mesmos dois pontos da fonte ideal de 9 V. Cada ramo fica submetido a 9 V:
i1 = 9/10 = 0,90 A; i2 = 9/20 = 0,45 A.
A corrente fornecida pela fonte é a soma: itotal = 1,35 A.
Observe que mudar a ligação altera o circuito. Não mantenha o resultado de 0,30 A da associação em série apenas porque as resistências e a bateria continuam sendo as mesmas.
Perguntas com gabarito comentado
1. No circuito em série, o resistor de 20 Ω recebe o dobro da tensão do de 10 Ω?
Sim, nas condições dadas. A corrente é a mesma e U = Ri; portanto, a tensão é proporcional à resistência.
2. Em paralelo, os dois resistores têm a mesma corrente?
Não neste exemplo. Eles têm a mesma tensão, mas resistências diferentes. As correntes são 0,90 A e 0,45 A.
3. Qual é a potência total no exemplo em série?
P = Ui = 9 × 0,30 = 2,7 W. Potência é medida em watts; energia não é a mesma grandeza.
Continue estudando eletrodinâmica
Revise corrente elétrica, resistência e Lei de Ohm. Tente explicar cada leitura antes de abrir a resolução.
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Simulação: PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder. Roteiro e valores dos exercícios: Física Resolvida.
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