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Experimento 1 – Medida de corrente e diferença de
potencial
ALUNOS: Daniel Medeiros e Vinicius França de Oliveira Professor: Marcos Melo de Almeida RESULTADOS
1. Medida de Corrente Imagem 1. Circuito virtual 1 montado com o uso da ferramenta Tinkercad. Resistência (R) (Ω) Corrente (I) (mA)^ Tensão(R x I) (V) (1000 ± 50) (7 ± 0,01) (7 ± 0,36) (1500 ± 75) (4,67 ± 0,01) (7 ± 0,36) (2000 ± 100) (3,5 ± 0,01) (7 ± 0,36) (2500 ± 125) (2.8 ± 0,01) (7 ± 0,36) (3000 ± 150) (2,33 ± 0,01) (7 ± 0,36) Tabela 1. Dados do primeiro circuito
● Cálculo da Incerteza Para o cálculo da incerteza da tensão usaremos a seguinte fórmula simplificada (1):
𝜕𝑉 𝜕𝑅
|. Δ𝑅^ +^
𝜕𝑉 𝜕𝐼
Inicialmente, calculamos as derivadas parciais usando a Lei de Ohm e a derivação polinomial (2): U = R.I 𝜕𝑉 𝜕𝑅
| = 𝐼 ;^
𝜕𝑉 𝜕𝐼
Usando a equação 2 na 1 teremos (3): Δ𝑉 = 𝐼. Δ𝑅 + 𝑅. Δ𝐼 Substituindo os valores para cálculo da tensão: Δ𝑉 = 0, 007. 50 + 1000. 0, 00001 = ± 0, 36 Δ𝑉 = 0, 00467. 75 + 1500. 0, 00001 = ± 0, 36 Δ𝑉 = 0, 0035. 100 + 2000. 0, 00001 = ± 0, 36 Δ𝑉 = 0, 0028. 125 + 2500. 0, 00001 = ± 0, 36 Δ𝑉 = 0, 0023. 150 + 3000. 0, 00001 = ± 0, 355 1.2. Perguntas
2. Resistores em Série Imagem 2. Circuito Virtual 2, resistores em séries, montado com o uso da ferramenta Tinkercad. I (mA) (^) R 1 + R 2 (Ω) Req (Ω) (7 ± 0,01) (1000 ± 50) (1000 ± 0) (4,67 ± 0,01) (1500 ± 75) (1500 ± 1,07) (3,5 ± 0,01) (2000 ± 100) (2000 ± 2,86) (2,8 ± 0,01) (2500 ± 125) (2500 ± 5,36) (2,33 ± 0,01) (3000 ± 150) (3000 ± 8,70) Tabela 2. Dados do segundo circuito. Segundo a Lei de Ohm (U = R.I), para que a corrente medida e a tensão fornecidas sejam verdadeiras, a resistência equivalente deve ter: 7 = 0, 007. 𝑅 (4) 𝑒𝑞
𝑒𝑞
𝑒𝑞
𝑒𝑞
𝑒𝑞
𝑒𝑞
Através do cálculo da resistência equivalente, podemos afirmar que: 𝑅 (5) 𝑒𝑞
1
2 ● Cálculo da Incerteza Para o cálculo da incerteza de R 1 + R 2 usaremos as que já foram dadas (5% do valor total) no item 1 (medida de corrente), e adicionaremos a propagação de erro pela soma: 𝑅 1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
Para calcular a incerteza da resistência equivalente usaremos a equação (3) dada no item 1: 0, 01 = 0, 007. Δ𝑅 𝑒𝑞
𝑒𝑞
𝑒𝑞
𝑒𝑞
𝑒𝑞
𝑒𝑞
𝑒𝑞
𝑒𝑞
𝑒𝑞
𝑒𝑞
2.1. Perguntas
- À medida que a Resistência equivalente aumentou, a corrente diminuiu, caracterizando uma relação inversamente proporcional.
- A partir dos valores obtidos na tabela podemos afirmar que a soma dos resistores é equivalente a Resistência equivalente. Porém, ao considerar o valor das incertezas, não podemos afirmar isso. De acordo com a tabela, tivemos resultados diferentes para as incertezas. Ao somar as incertezas de R1 e R2 tivemos um valor muito mais alto do que a incerteza calculada para a
Tabela 3. Dados do terceiro circuito. ● Cálculo da resistência equivalente (1ª Lei de Ohm): 7 = 0, 0105. 𝑅 (4) 𝑒𝑞
𝑒𝑞
𝑒𝑞
𝑒𝑞
𝑒𝑞
𝑒𝑞
𝑒𝑞
𝑒𝑞
● Cálculo da resistência equivalente pela expressão da associação em paralelo dos resistores:
𝑅 1
. 𝑅 2 𝑅 1
- 1000 1000 + 2000
𝑅 1
. 𝑅 2 𝑅 1
- 1500 1500 + 2000
𝑅 1
. 𝑅 2 𝑅 1
- 2000 2000 + 2000
𝑅 1
. 𝑅 2 𝑅 1
- 2500 2500 + 2000
𝑅 1. 𝑅 2 𝑅 1
- 3000 3000 + 2000
● Cálculo da incerteza de Req: 0, 01 = 0, 0105. Δ𝑅 𝑒𝑞
𝑒𝑞
𝑒𝑞
𝑒𝑞
𝑒𝑞
𝑒𝑞
𝑒𝑞
𝑒𝑞
𝑒𝑞
𝑒𝑞
3.1. Perguntas
- 𝐼 1 se manteve igual durante o experimento todo experimento, já que não alteramos 𝑅. Já diminuiu à medida que aumentou, sem interferir no 1
2
2 valor de 𝐼 1 , visto que os mesmos estavam ligados em paralelo, ou seja, a corrente é dividida, mas a tensão se mantém a mesma em ambos os resistores.
- Os valores de 𝑅𝑒𝑞e da resistência equivalente R são os mesmos, portanto, podemos afirmar que ambos têm o mesmo comportamento.
- Idealmente a resistência de um voltímetro deve ser zero. Porém, como sabemos que não é possível atingir esse valor de resistência infinita, estamos sempre buscando o amperímetro com a menor resistência possível.
- Ligação de lâmpadas em uma única fase (ou em série) tendem a ser um problema por pelo menos duas razões: a. As lâmpadas passam a funcionar como um interruptor (caso haja alguma queima ou problema de passagem na corrente elétrica em uma, todas as outras deixaram de funcionar b. As lâmpadas terão sua tensão reduzida (cada lâmpada possui um resistor, que se somam quando ligados em série, como visto no experimento), então as lâmpadas ligadas em série irão compartilhar a tensão, coisa que não ocorre na ligação em paralelo, na qual todas as lâmpadas/resistores estão submetidos a mesma tensão.
