MEDIDAS ELÉTRICAS
DISCIPLINA: Laboratório de Física 2
ALUNO: Gerlan Nasário Monteiro da Silva
PROFESSOR: Maria Tereza de Araujo
CURSO: Engenharia Química
Maceió, 29 de abril de 2011
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS
INSTITUTO DE FÍSICA
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Medidas Elétricas, Provas de Engenharia Elétrica
Relatório do esperimento de medidas eletricas
Tipologia: Provas
2011
1 / 14
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MEDIDAS ELÉTRICAS
DISCIPLINA : Laboratório de Física 2 ALUNO : Gerlan Nasário Monteiro da Silva PROFESSOR : Maria Tereza de Araujo CURSO : Engenharia Química Maceió, 29 de abril de 2011
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS
INSTITUTO DE FÍSICA
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS
INSTITUTO DE FÍSICA
MEDIDAS ELÉTRICAS
Maceió, 29 de abril de 2011 Relatório referente ao experimento acima citado, realizado no laboratório de Física, sob a orientação da professora Maria Tereza de Araujo.
Equação (2) Equação (1)
1. INTRODUÇÃO
Resistor é o elemento do circuito cuja função exclusiva é efetuar a conversão de energia elétrica em energia térmica, são exemplos de resistores: filamentos de tungstênio em lâmpadas elétricas incandescentes, fios de nicromo enrolados em hélice em chuveiros etc. Experiências realizadas por ohm na análise das variáveis: intensidade de corrente, diferença de potencial possibilitou a caracterização desse instrumento em dois grandes grupos: Resistores ôhmicos; Resistores não ôhmicos; A Lei de Ohm foi assim designada para homenagear seu formulador Georg Simon Ohm, que estabeleceu a diferença de potencial entre dois pontos de um condutor, que é proporcional à corrente elétrica. Temos, então, que a diferença de potencial dividida pela corrente elétrica, Equação (1), é igual à resistência de um resistor como o da Figura 1. ou então, onde V é a diferença de potencial elétrico (ou tensão, ou ddp) medida em volts, R é a resistência elétrica do circuito, medida em Ohms (Ω), e I é a intensidade da corrente elétrica medida em Ampères (A). Figura 1
Resistores ôhmicos são resistores que mantida a temperatura constante, o quociente da ddp pela respectiva intensidade de corrente é uma constante característica do resistor, que foi chamada de resistência do resistor. Resistores com essa características têm a denominação de resistores ôhmicos. Resistores não ôhmicos são resistores que a razão entre a ddp aplicada e a intensidade de corrente não é um constante como visto para os resistores ôhmicos. Logo o gráfico formado entre a ddp e a intensidade de corrente não é linear. Diz-se, em nível atômico, que um material (que constitui os dispositivos condutores) obedece à Lei de Ohm quando sua resistividade é independente do campo elétrico aplicado ou da densidade de corrente escolhida. A comercialização de resistores para montagem de circuitos elétricos é uma constante no mercado, mas para cada tipo de circuito existem resistores específicos, tal resistência é representada no resistor através de um código de cores que podem ser facilmente decodificadas e informar de forma precisa a resistência do resistor. O sistema de identificação da resistência de um resistor segue o seguinte sistema:
- A primeira faixa (mais próxima da extremidade) indica o primeiro algarismo do valor da resistência;
- A segunda faixa indica o segundo algarismo do valor da resistência;
- A terceira faixa indica o número de zeros que devem ser acrescentados aos dois algarismos anteriores;
- Podendo ainda existir a quarta faixa indicando a imprecisão ou a tolerância do valor da resistência. Se a quarta faixa for prateada, a imprecisão é de 10%, se for dourada, a imprecisão é de 5%, e a inexistência da quarta faixa indica uma tolerância de 20% no valor indicado;
2. OBJETIVO
Observar a dependência da resistência elétrica nos resistores em função da corrente e da tensão a que estejam submetidas. Saber manusear os instrumentos de medidas elétricas (Amperímetro, Voltímetro e o Ohmímetro) na medida e análise de comportamento ôhmico e não ôhmico dos resistores.
3. MATERIAL UTILIZADO Fonte de alimentação variável; Instrumentos de medidas (Amperímetro, Voltímetro e Ohmímetro); Resistores diferentes; Bancada; Fios para ligações; 4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Montamos o circuito descrito na figura 2, e com o botão da fonte na posição de mínima tensão, ligamos a mesma, efetuamos 15 medidas de tensão e corrente para cada resistor, variando de 0,5V a ddp, ou seja, (0,5V; 1,0V; 1,5V; ...; 8,0V), anotamos os valores afim de construir um gráfico e em seguida, medimos da resistência real de cada resistor. Figura 2
5. RESULTADOS E DISCURSÕES
Com as medições realizadas experimentalmente, montamos a seguinte tabela: Resistor 1 4,7 kΩ Resistor 2 10 kΩ Resistor 3 1 kΩ Resistor 4 100 Ω Resistor 5 68 Ω V (volt)
I
( 2 mA)
V
(volt)
I
( 2 mA)
V
(volt)
I
( 20 mA)
V
(volt)
I
( 200 mA)
V
(volt)
I
( 200 mA) 0,5 0,107 0,5 0,051 0,5 0,52 0,5 5,2 0,5 7, 1,0 0,219 1,0 0,103 1,0 1,03 1,0 10,3 1,0 14, 1,5 0,323 1,5 0,156 1,5 1,51 1,5 15,2 1,5 22, 2,0 0,430 2,0 0,208 2,0 2,02 2,0 20,3 2,0 30, 2,5 0,537 2,5 0,257 2,5 2,53 2,5 25,4 2,5 37, 3,0 0,648 3,0 0,310 3,0 3,06 3,0 30,6 3,0 45, 3,5 0,757 3,5 0,360 3,5 3,57 3,5 35,7 3,5 52, 4,0 0,852 4,0 0,412 4,0 4,06 4,0 40,6 4,0 60, 4,5 0,967 4,5 0,464 4,5 4,56 4,5 45,8 4,5 67, 5,0 1,072 5,0 0,514 5,0 5,07 5,0 50,7 5,0 74, 5,5 1,186 5,5 0,567 5,5 5,57 5,5 55,9 5,5 82, 6,0 1,294 6,0 0,619 6,0 6,07 6,0 60,9 6,0 89, 6,5 1,400 6,5 0,672 6,5 6,57 6,5 66,1 6,5 97, 7,0 1,504 7,0 0,723 7,0 7,08 7,0 71,0 7,0 104, 7,5 1,614 7,5 0,773 7,5 7,61 7,5 76,2 7,5 112, Tabela 1: Valores de ddp e Corrente Elétrica. Analisando os dados da tabela, com a ajuda de um programa computacional (origin), montamos os gráficos a seguir para cada resistor: 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1, 0 1 2 3 4 5 6 7 8 GRÁFICO DE DDP X I PARA O RESISTOR 1 d dp (V ) Corrente elétrica I (2mA) Pontos experimemntais medidos
concluir que tal resistor teve um comportamento ôhmico para a faixa de tensão estabelecida, em virtude da invariância da resistência, visto que, esta foi o fator de proporcionalidade no crescimento da reta do gráfico acima exposto. Pela medição do ohmímetro, encontrou-se o valor de 9,76 kΩ, valor este, bem próximo dos valores acima identificados. Analisando o gráfico percebemos que ele descreve uma reta, sendo assim, a corrente é proporcional a tensão e este fator de proporcionalidade é a resistência elétrica do referido resistor, podemos determiná-la pela inclinação da reta, neste caso, o coeficiente angular da reta média. De acordo com o gráfico, este valor é de: 0,989, que representa a resistência em (kΩ). Diante dos resultados expostos percebe-se a proximidade entre o valor mostrado no resistor ( 1 kΩ) e o adquirido pelo gráfico (0,989 kΩ), logo pode-se concluir que tal resistor teve um comportamento ôhmico para a faixa de tensão estabelecida, em virtude da invariância da resistência, visto que, esta foi o fator de proporcionalidade no crescimento da reta do gráfico acima exposto. Pela medição do ohmímetro, encontrou-se o valor de 0,99 kΩ, valor este, muito próximo dos valores acima identificados. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 GRÁFICO DE DDP X I PARA O RESISTOR 3 d dp (V ) Corrente elétrica I (20mA) Pontos experimentais medidos
O gráfico acima descreve uma reta, sendo assim, a corrente é proporcional a tensão e este fator de proporcionalidade é a resistência elétrica do referido resistor, podemos determiná-la pela inclinação da reta, neste caso, o coeficiente angular da reta média. De acordo com o gráfico, este valor é de: 0, 0986 , que representa a resistência em (kΩ). Diante dos resultados expostos percebe-se a proximidade entre o valor mostrado no resistor ( 1 kΩ) e o adquirido pelo gráfico (0,0986 kΩ), logo pode- se concluir que tal resistor teve um comportamento ôhmico para a faixa de tensão estabelecida, em virtude da invariância da resistência, visto que, esta foi o fator de proporcionalidade no crescimento da reta do gráfico acima exposto. Pela medição do ohmímetro, encontrou-se o valor de 98,8 kΩ, valor este, muito próximo dos valores acima identificados. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 1 2 3 4 5 6 7 8 GRÁFICO DE DDP X I PARA O RESISTOR 4 d dp (V ) Corrente elétrica I (200mA) Pontos experimentais medidos
6. CONCLUSÃO
Com base nos procedimentos e resultados expostos, pôde-se confirmar o valor marcado no corpo do resistor através da inclinação da reta, ou seja, o coeficiente angular da reta, do código de cores e do ohmímetro, percebendo-se que tais valores se aproximam bastante do valor exibido no resistor. Também se pôde mostrar que tais resistores demonstraram um comportamento ôhmico para os valores de tensão estabelecidos, visto que, os pontos plotados no gráfico descreveram uma reta, e que a inclinação desta representou a resistência dos referidos resistores.
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Livros: HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de Física 3, 8ª Edição. GASPAR, Alberto. Física. Volume único. 1ª edição. Editora ática. Sites: http://www.inf.pucrs.br/~calazans/undergrad/laborg/cod_cores_res.html http://discipulosdeeinstein.vilabol.uol.com.br/Resumos/Resistores.html