Simulador de circuitos em série e em paralelo
Equações desta simulação
| V | tensão num componente | a queda de potencial elétrico de uma ponta à outra, em volts | |
|---|---|---|---|
| I | corrente que passa por ele | em ampères: a carga que passa por segundo | |
| R | R₁ (ohms) | a lei de Ohm vale para cada resistor; fica de fora o fato de a resistência de um filamento real subir ao esquentar |
Com os valores atuais:
| R_eq | resistência equivalente de tudo o que está fora da bateria | em série a mesma corrente passa por todos, em paralelo todos têm a mesma tensão |
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Com os valores atuais:
| KCL, KVL | leis de Kirchhoff das correntes e das tensões | num nó nenhuma carga é criada nem perdida, e a energia por carga se equilibra em qualquer malha fechada; a simulação as resolve para todos os nós de uma vez |
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Com os valores atuais:
| E | Tensão da bateria E (volts) | a força eletromotriz, o que a bateria marcaria sem nada ligado | |
|---|---|---|---|
| r | Resistência interna da bateria r (ohms) | derruba um pouco de tensão dentro da bateria, mais quanto mais corrente é puxada |
Com os valores atuais:
| P | potência transformada em calor e luz | as lâmpadas brilham com ela; o gráfico mostra quanto R₁ consome quando sua resistência muda, o máximo quando ela iguala o resto do circuito |
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Com os valores atuais:
| V_saída | saída do divisor, ou a tensão no medidor da ponte | sem carga, no divisor; uma carga em paralelo com R₂ puxa V_saída para baixo, e uma ponte equilibrada marca zero |
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Com os valores atuais:
Como usar o simulador de circuitos
- Escolha um circuito. A bateria fica à esquerda com o polo + marcado; as lâmpadas brilham conforme a potência que recebem, e os pontos azuis são elétrons andando do polo − para o +, mais rápido onde a corrente é maior. A corrente convencional, a que as fórmulas usam, vai no sentido contrário.
- Mude a tensão da bateria e cada resistência e leia abaixo da imagem a corrente, a tensão e a potência de cada lâmpada. Abra o interruptor para cortar um ramo: em série tudo apaga, em paralelo as outras lâmpadas continuam. O gráfico mostra quanta potência R₁ recebe quando sua resistência muda, com um máximo quando ela iguala o resto do circuito.
- Experimente o divisor de tensão e veja a saída cair quando a carga é ligada, ou a ponte de Wheatstone e encontre o R₄ que zera o medidor. A Calculadora da lei de Ohm, a Calculadora série e paralelo e a Calculadora de divisor de tensão fazem as mesmas contas com os seus valores.
Perguntas frequentes
Qual a diferença entre circuitos em série e em paralelo?
Em série os componentes ficam numa só linha, então a mesma corrente passa por todos e as tensões somam a da bateria: R = R₁ + R₂ + …. Em paralelo cada componente tem seu próprio caminho entre os mesmos dois pontos, então cada um recebe a tensão inteira e as correntes se somam: 1 ÷ R = 1 ÷ R₁ + 1 ÷ R₂ + …. É assim que as casas são ligadas: cada lâmpada recebe a tensão da rede e dá para apagar uma sem apagar as outras.
O que são as leis de Kirchhoff?
A lei das correntes: as correntes que entram num nó são iguais às que saem, porque a carga não se acumula. A lei das tensões: percorrendo qualquer malha fechada, as subidas e quedas de tensão somam zero, porque a energia por carga tem de fechar. Junto com a lei de Ohm elas resolvem qualquer circuito de resistores e baterias, que é o que a simulação faz em cada nó.
Por que a tensão da bateria cai quando mais lâmpadas são ligadas?
Uma bateria real tem resistência interna r. A corrente puxada derruba I × r volts dentro da bateria, então a tensão nos terminais é E − I r. Ligar lâmpadas em paralelo diminui a resistência total e aumenta a corrente, então a queda cresce. Ponha r em 0 para ver uma bateria ideal.
Com que velocidade os elétrons andam num fio?
Devagar: num fio de cobre de 1 mm de diâmetro com 1 A eles avançam a menos de um décimo de milímetro por segundo. A lâmpada acende na hora porque o campo elétrico percorre o circuito quase na velocidade da luz e põe todos os elétrons em movimento juntos. Os pontos aqui são enormemente acelerados para mostrar as correntes relativas.
Diz que o WebGL está desativado.
A visualização 3D precisa de WebGL, que todo navegador atual tem. Ele pode ser desativado pela aceleração de hardware desligada nas configurações do navegador, ou por um driver gráfico muito antigo. Ligue a aceleração de hardware ou tente outro navegador.
Alguma coisa é enviada?
Não. A simulação é desenhada pelo seu próprio navegador com WebGL; nada é enviado a lugar nenhum, e ela continua funcionando offline depois que a página carrega.