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Relatório PONTE DE WHEATSTONE – Física Experimental II
Data:11/11/
Neste experimento foi utilizada a Ponte de Wheatstone, um tipo de circuito elétrico que possibilita a medição da resistência de um resistor de maneira muito precisa e que admite poucos erros. Nosso objetivo foi usar a Ponte como instrumento para medir a resistência de um filamento de lâmpada incandescente.
No gráfico abaixo V (V) x I (mA) da lâmpada vemos que não se trata de um resistor ôhmico; para ser considerado um, o gráfico teria de ser uma reta e temos aqui a representação de uma curva. Analisando o coeficiente angular temos que a: 0,079(kΩ) é equivalente ao valor da resistência do filamento e, como este valor dista-se de 1 podemos concluir que o uso de muitos componentes no sistema acarretou numa maior instabilidade, além das resistências internas dos medidores. Já o coeficiente linear encontrado b: -4,45 (V) refere-se ao potencial e, por seu valor ser distante de zero concluímos que há um desvio experimental.
Foram feitas quatorze medições dos valores da resistência do filamento e comparando os dados obtidos pelo método da Ponte de Wheatstone e pela Lei de Ohm apresentado pela fórmula abaixo, temos logo em seguida o gráfico R_PW x R_Ohm.
Ao compará-las vemos que os valores obtidos não são iguais, embora bem próximos, as resistências somente seriam iguais se obtivéssemos uma gráfico y=x. No entanto, foi encontrado um coeficiente angular de valor igual a 1,02 (adimensional) e para o coeficiente linear registrou-se -2,25(Ω), um valor bem distante de zero o que revela a existência de um erro sistemático nas medições. Tais diferenças nas resistências podem ocorrer devido à instabilidade da fonte, que ocorre tanto na corrente quanto na tensão. Assim, a resistência do filamento depende da temperatura e quanto maior a tensão ou oscilações ocorrem, maior a variação na resistência do filamento da lâmpada, afetando diretamente o equilíbrio da ponte. Ou seja, a resistividade varia linearmente com a temperatura. Além disso, o que difere nos valores da resistência por Wheatstone, e pela lei de ohm é a posição do voltímetro, este alocado em série com a lâmpada, pois na fórmula de wheatstone é considerado também o valor da resistência do amperímetro.
Agora analisando o gráfico 𝑅Ω (Ω) x I (mA) :
Conclusão
Ao utilizarmos um resistor não ôhmico neste experimento, notamos certa diferença entre a resistência experimental e teórica e com isso concluímos que qualquer instabilidade no circuito gera uma diferença na resistência experimental. Como arranjado o nosso circuito, a ponte de wheatstone conseguiu ler a lâmpada e o amperímetro, o mesmo forçando o voltímetro a considerar a resistência interna do amperímetro, porém se o voltímetro tivesse sido colocado com as ponteiras antes do amperímetro e depois da lâmpada, o valor calculado pela lei de ohm seria o mesmo do calculado pela fórmula de wheatstone. Por fim, consideramos o experimento válido, assim cumprindo o objetivo de encontrar os valores para a resistência.
