Introduction: Tinkercad: Utilização De Componentes Básicos Para Montagem De Circuitos Elétricos

Este Instructable é uma aula sobre circuitos elétricos que será guiada pela montagem de circuitos utilizando a plataforma Tinkercad.

No decorrer deste Instructable iremos focar na utilização dos seguintes componentes elétricos:

  • Resistores;
  • Potenciômetro;
  • Multímetro;
  • Bateria 9V;
  • Fonte CC;
  • LEDs;
  • LED RGB;
  • Botão;
  • Placa protoboad.

Para que você possa reproduzir todos os passos que serão mostrados nas etapas que seguem, acesse a plataforma Tinkercad ( https://www.tinkercad.com/dashboard )

O vídeo a seguir ensina os primeiros passos para começar a montar o seu circuito no Tinkercad:

Step 1: Associação De Resistores

Nesta etapa, irei mostrar como conectar resistores para formar associações em série, em paralelo e mista.

Resistores que estão conectados extremidade a extremidade entre dois pontos, sem que haja nós entre eles, são chamados de resistores em série. Nessa associação todos os resistores são percorridos pela mesma corrente elétrica.

Resistores conectados por ambas extremidades são chamados de resistores em paralelo. Resistores em paralelo estão sob a mesma tensão.

Associação mista é uma combinação de resistores em série e em paralelo.

No vídeo abaixo será mostrado como conectar resistores de forma a obter associações em série e em paralelo; também será ensinado a como determinar a resistência de um resistor, a como alterar a orientação de um componente e a cor do fio de ligação. Por fim, será ensinado a como utilizar o multímetro para medir a resistência das associações.

Step 2: Utilização Do Multímetro: Tensão E Corrente

Agora vamos explorar a utilização do multímetro para medir tensão e corrente elétrica. Para fazer isso, iremos montar um circuito elétrico cuja fonte de energia é uma bateria de 9V e uma associação de resistores em série.

Segue os passos mostrados no vídeo:

Step 3: As Leis De Kirchhoff

Quando temos interesse de resolver problemas em circuitos elétricos que não conseguimos reduzi-lo a um circuito simples, necessitamos invocar as Leis de Kirchooff.

A Primeira Lei de Kirchooff ou Lei dos Nós de Kirchooff, estabelece que:

Em um nó, a soma das intensidades das correntes que chegam é igual à soma das intensidades das correntes que saem.

A segunda Lei de Kirchooff ou Lei das Malhas de Kirchooff, estabelece que:

A soma algébrica das variações de potencial encontradas ao longo de uma malha fechada de um circuito é zero.

No vídeo abaixo, vamos analisar as Leis de Kirchooff medindo tensões e correntes.

Step 4: Potenciômetro

O potenciômetro é um componente eletrônico que possui resistência elétrica ajustável. Normalmente, o potenciômetro possui três terminais, de forma que os terminais das extremidades fornece a resistência total do componente, enquanto o terminal central conectado a um dos outros dois terminais fornece uma resistência ajustável.

O vídeo a seguir mostra como verificar a tensão de um potenciômetro utilizando o multímetro, e sua montagem num circuito elétrico.

Step 5: Placa Protoboard

A placa protoboard é uma placa com furos conectados, geralmente utilizada na montagem de projetos em estado inicial, sendo também conhecida como placa de ensaio.

O vídeo a seguir explica as conexões da placa protoboard. A placa também será utilizada para montagem de um circuito com resistores e LEDs.

Step 6: LED RGB E Botão

O LED RGB é capaz de exibir as três cores primárias (vermelho, verde e azul) individualmente, ou combinadas formando uma grande quantidade de cores.

O botão é um componente eletrônico que funciona como uma chave para o circuito: abre e fecha as conexões do circuito. Dessa forma, iremos utilizar o botão como elemento para acender uma cor específica do LED RGB.

No vídeo a seguir irei mostrar a montagem de um circuito na placa protoboard com o LED RGB e botão.

Step 7: Parte Prática - Leis De Kirchooff 1.0

Agora chegou a sua vez de montar um circuito e realizar medida das grandezas elétricas. A tarefa que será proposta abaixo tem por objetivo avaliar a sua aprendizagem na montagem dos circuitos elétricos e sobre as Leis de Kirchooff.

Primeiramente, abra um novo circuito do Tinkercad e o renomeie como " Parte prática - Leis de Kirchooff 1.0 "

Passo a passo:

1 ° Monte o circuito da figura;

2 ° Meça a corrente que chega ao nó A;

3 ° Meça a corrente que deixa o nó A.

O seu resultado está de acordo com a Lei dos Nós de Kirchooff?

Salve a versão final do seu circuito!

Step 8: Parte Prática: Leis De Kirchooff 2.0

Inicialmente, abra um novo circuito no Tinkercad e o renomeie como " Parte prática - Leis de Kirchooff 2.0 ".

Montaremos três circuitos iguais ao da figura, para verificação da Lei das Malhas de Kirchooff.

  • Abra um novo circuito do Tinkercad e o renomeie como " Parte prática - Leis de Kirchooff 2.0 "

Salve a versão final do seu circuito!

Passo a passo:

Malha ABCDA:

1° Monte o circuito da figura;

2 ° Meça a ddp em todos os componentes da malha ABCDA;

O seu resultado está de acordo com a Lei das malhas de Kirchooff?

Malha AEFBA:

1° Monte um novo circuito, igual o da figura;
2 ° Meça a ddp em todos os componentes da malha AEFBA;

O seu resultado está de acordo com a Lei das malhas de Kirchooff?

Malha EFCDE:

1° Monte um novo circuito, igual o da figura;
2 ° Meça a ddp em todos os componentes da malha EFCDE;

O seu resultado está de acordo com a Lei das malhas de Kirchooff?

Salve a versão final do seu circuito!

Step 9: Parte Prática - Ponte De Wheatstone

A ponte de Wheatstone é um circuito composto por resistores de tal forma que um fio conectado entre os pontos A e B da figura não seria percorrido por corrente, situação essa denominada de equilíbrio da ponte.

Para que a ponte fique equilibrada é necessário que a ddp entre os pontos A e B seja nulo.

Esse esquema é muito utilizado para se descobrir uma resistência R_x desconhecida, utilizando duas resistências com valores conhecidos e um potenciômetro. Como o tinkercad não permite selecionar um resistor com resistência aleatória, iremos explorar a Ponte de Wheatstone apenas para verificar a situação de equilíbrio e a resistência necessária obtida no potenciômetro.

  • Abra um novo circuito do Tinkercad e o renomeie como " Parte prática - Ponte de Wheatstone "

Componentes utilizados:

  • Potenciômetro de 5k;
  • Resistores de 1k, 1,5k e 0,5k;
  • Placa protoboad;
  • Fonte CC;
  • Multímetro.

Passo a passo:

  1. Monte o circuito da figura na placa protoboad;
  2. Aumente, partindo do zero, a resistência do potenciômetro até que a ddp mostrada no multímetro seja zero.
  3. Desconecte a Fonte CC da associação de resistores;
  4. Verifique a resistência obtida no potenciômetro.

A atividade deve ser finalizada na medida de resistência do potenciômetro.

Salve a versão final do seu circuito!

Step 10: Parte Prática - Circuito Com LED RGB E Botão

O objetivo dessa atividade é avaliar a sua habilidade em montar o circuito na placa protoboard utilizando o componente botão.

  • Abra um novo circuito do Tinkercad e o renomeie como " Parte prática - Circuito com LED RGB e botão "

Crie um circuito montado na placa protoboard utilizando:

  • Resistores de 1k;
  • LEDs RGB;
  • Botões;
  • Fonte de tensão CC;

Você deve utilizar três botões, cada um para acender uma cor secundária (amarelo, ciano e magenta).

Após concluído, salve a versão final do seu circuito!