Relatório 2 Circuitos Leny

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Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Centro de Tecnologia e Ciências
Faculdade de Engenharia
Laboratório de Circuitos Elétricos - I
Turma 1
Allan de Oliveira Cardoso
Alexandre Teixeira dos Santos
Leticia Thereza Souza de Carvalho
Lei de Ohm e Reta de Carga (Resistor Linear e Não Linear)
Experiência 2
Professor: Leny Medeiros Silva
Data da Experiência: 24/08/2021
Data de Envio do Relatório: 31/08/2021
Rio de Janeiro
2021
RESUMO
Allan de Oliveira Cardoso, Alexandre Teixeira dos Santos, Leticia Thereza Souza de Carvalho, Experiência 2: Lei de Ohm e Reta de Carga (Resistor Linear e Não Linear) (28 folhas). Relatório de Circuitos Elétricos - I de Graduação em Engenharia Elétrica – Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2021.
	Este trabalho apresenta o estudo experimental da Lei de Ohm e Reta de Carga.
Palavras-chave: Resistor Linear e Resistor não linear.
SUMÁRIO
1.	MATERIAIS E MÉTODOS	5
1.1.	Materiais utilizados	5
2.	Valores medidos no laboratório:	5
2.1	Resistências:	5
2.2.	Esquemas utilizados no laboratório	5
2.2.1	Circuito 1: Levantamento da Lei de Ohm da figura 10	5
2.2.2	Circuito 2: Medição de da figura 11 	5
2.2.3	Circuito 3: Levantamento da Curva Característica do LED Vermelho da figura 12	6
2.3.	Métodos e Procedimentos Experimentais	6
3.	RESULTADOS	7
3.1.	Resultados Teóricos	7
3.1.1	Cálculo dos Circuitos lineares	7
3.2.	Resultados Experimentais	11
3.2.1	Tabelas	11
3.2.1.1	Tabela 1: Medições da corrente i	11
3.2.1.2	Tabela 2: Medições da corrente i e V0, para os resistores	12
3.2.1.3	Tabela 3: Medições da corrente i e V0, para o Led vermelho	12
3.2.2	Gráficos	12
3.2.2.1	Gráfico 1: Lei de Ohm	13
3.2.2.2	Gráfico 2: Lei de Ohm e Kirchhoff	13
3.2.2.3	Gráfico 3:Curva característica do Led Vermelho	14
3.3.	Resultados de Simulação	14
3.3.1	Levantamento Experimental da Lei de Ohm	14
3.3.1.1	Simulação 1	14
3.3.1.2	Simulação 2	14
3.3.1.3	Simulação 3	15
3.3.1.4	Simulação 4	15
3.3.1.5	Simulação 5	16
3.3.1.6	Simulação 6	16
3.3.1.7	Simulação 7	16
3.3.1.8	Simulação 8	17
3.3.1.9	Simulação 9	17
3.3.1.10	Simulação 10	18
3.3.1.11	Simulação 11	17
3.3.2	Ponto de Operação do Resistor Linear	19
3.3.2.1	Simulação 1	19
3.3.2.2	Simulação 2	19
3.3.2.3	Simulação 3	20
3.3.2.4	Simulação 4	20
3.3.2.5	Simulação 5	21
3.3.2.6	Simulação 6	21
3.3.2.7	Simulação 7	22
3.3.2.8	Simulação 8	22
3.3.2.9	Simulação 9	23
3.3.2.10	Simulação 10	23
3.3.2.11	Simulação 11	24
3.3.3	Curva Característica do Led Vermelho	24
3.3.3.1	Simulação 1	24
3.3.3.2	Simulação 2	24
3.3.3.3	Simulação 3	24
3.3.3.4	Simulação 4	24
3.3.3.5	Simulação 5	25
3.3.3.6	Simulação 6	26
3.3.3.7	Simulação 7	26
3.3.3.8	Simulação 8	26
3.3.3.9	Simulação 9	27
3.3.3.10	Simulação 10	27
3.3.3.11	Simulação 11	27
4.	DISCUSSÃO DOS RESULTADOS	28
5.	CONCLUSÃO				29
REFERÊNCIAS	
1.	MATERIAIS E MÉTODOS
1.1 	Materiais utilizados
Entre os materiais utilizados foram:
· Programa de Simulação (QUCS)
· Resistores de 620 Ω e de 1 kΩ (Simulador QUCS).
· Led Vermelho (Simulador QUCS)
· Fonte DC (Simulador QUCS)
· Voltímetro (Simulador QUCS)
· Amperímetro (Simulador QUCS)
0. Valores medidos no laboratório:
2.1. Resistências:
	R1
	620 Ω
	R2
	1 KΩ
2.2 Esquemas utilizados no laboratório
2.2.1.	 Circuito 1: Levantamento da Lei de Ohm da figura 10 na Apostila.
							Figura 10
2.2.2.	 Circuito 2: Medição de da figura 11 na Apostila.
Figura11	
2.2.3.	 Circuito 3: Levantamento da Curva Característica do LED Vermelho da figura 12 na Apostila.
 Figura12
2.2. Métodos e Procedimentos Experimentais
.
2.3.1 - Levantamento Experimental da Lei de Ohm
Montou-se todos os circuitos no simulador QUCS, conforme mostrado no item 3.3. (Resultado de simulações), cada um com o valor da fonte de tensão ajustada conforme tabela 1 do item tabelas.
2.3.2 - Ponto de Operação do Resistor Linear
Montou-se o circuito no simulador QUCS, conforme mostrado no item 3.3. (Resultado de simulações), cada um com o valor da fonte de tensão ajustada conforme tabela 2 do item tabelas.
2.3.3 - Levantamento da Curva Característica do Led Vermelho 
Utilizou-se o simulador com o resistor de 1KΩ, e trocou-se o 620 Ω, por um LED vermelho, observando para que o LED esteja diretamente polarizado, conforme mostram os circuitos do item 3.3.3 – (Levantamento da Curva Característica do Led Vermelho).
0. RESULTADOS
3.1. - Resultados Teóricos
3.1.1. - Cálculo dos Circuitos lineares
 Determinou-se os valores de v0 e i graficamente, para encontrar o ponto de operação, ou seja, o ponto quiescente no gráfico 3.
 
3.2 - Resultados Experimentais
3.2.1 – TABELAS
3.2.1.1 – Medições da corrente i.
	Tensão (V)
	I (mA)
	0
	0
	0,5
	0,806
	1,0
	1,61
	1,5
	2,42
	2,0
	3,23
	2,5
	4,03
	3,0
	4,84
	3,5
	5,65
	4,0
	6,45
	4,5
	7,26
	5,0
	8,06
Tabela 1
3.2.1.2 - Medições da corrente i e V0, para os resistores.
	Tensão (V) 
	Tensão V0 (V)
	 I (mA)
	0
	0
	0
	0,5
	0,191
	0,309
	1,0
	0,383
	0,617
	1,5
	0,574
	0,926
	2,0
	0,765
	1,23
	2,5
	0,957
	1,54
	3,0
	1,15
	1,85
	3,5
	1,34
	2,16
	4,0
	1,53
	2,47
	4,5
	1,72
	2,78
	5,0
	1,91
	3,09
Tabela 2
3.2.1.3 - Medições da corrente i e V0, para o Led vermelho.
	Tensão (V) 
	Tensão V0 (V)
	 I (mA)
	0
	0
	0
	0,5
	0,5
	0*
	1,0
	0,99
	0*
	1,5
	1,43
	0*
	2,0
	1,61
	0,39
	2,5
	1,68
	0,82
	3,0
	1,73
	1,27
	3,5
	1,76
	1,74
	4,0
	1,79
	2,21
	4,5
	1,81
	2,69
	5,0
	1,83
	3,17
Tabela 3
3.2.2.- GRÁFICOS
3.2.2.1 - Concluída a tabela 1 os valores foram acrescidos no gráfico 1
Gráfico 1
3.2.2.2 - Ponto de Operação do Resistor Linear
Gráfico 2
3.2.2.3 - Concluída a tabela 3 os valores foram acrescidos no gráfico 3
 Gráfico 3
3.3 - Resultados de Simulação
3.3.1 – Levantamento Experimental da Lei de Ohm
3.3.1.1. – Simulação 1
Para Tensão da Fonte = 0 V
3.3.1.2. – Simulação 2
Para Tensão da Fonte = 0,5 V
3.3.1.3. – Simulação 3
Para Tensão da Fonte = 1,0 V
3.3.1.4. – Simulação 4
Para Tensão da Fonte = 1,5 V
3.3.1.5. – Simulação 5
Para Tensão da Fonte = 2,0 V
3.3.1.6. – Simulação 6
Para Tensão da Fonte = 2,5 V
3.3.1.7. – Simulação 7
Para Tensão da Fonte = 3,0 V
3.3.1.8. – Simulação 8
Para Tensão da Fonte = 3,5 V
3.3.1.9. – Simulação 9
Para Tensão da Fonte = 4,0 V
3.3.1.10. – Simulação 10
Para Tensão da Fonte = 4,5 V
3.3.1.11. – Simulação 11
Para Tensão da Fonte = 5,0 V
3.3.2. - Ponto de Operação do Resistor Linear
3.3.2.1 – Simulação 1
	Fonte de Tensão = 0V
3.3.2.2 – Simulação 2
Fonte de Tensão = 0,5V
3.3.2.3 – Simulação 3
Fonte de Tensão = 1V
3.3.2.4 – Simulação 4
	Fonte de Tensão = 1,5V
3.3.2.5 – Simulação 5
Fonte de Tensão = 2V
3.3.2.6 – Simulação 6
Fonte de Tensão = 2,5V
3.3.2.7 – Simulação 7
Fonte de Tensão = 3V
3.3.2.8 – Simulação 8
Fonte de Tensão = 3,5V
3.3.2.9 – Simulação 9
Fonte de Tensão = 4V
3.3.2.10 – Simulação 10
Fonte de Tensão = 4,5V
3.3.2.11 – Simulação 11
Fonte de Tensão = 5V
3.3.3 - Levantamento da Curva Característica do Led Vermelho
3.3.3.1 - Simulação 1
	Para Tensão = 0V
3.3.3.2 - Simulação 2
Para Tensão = 0,5V
3.3.3.3 - Simulação 3
Para Tensão = 1V
3.3.3.4 - Simulação 4
Para Tensão = 1,5V
3.3.3.5 - Simulação 5
Para Tensão = 2V
3.3.3.6 - Simulação 6
Para Tensão = 2,5V
3.3.3.7 - Simulação 7
Para Tensão = 3V
3.3.3.8 - Simulação 8
Para Tensão = 3,5V
3.3.3.9 - Simulação 9
Para Tensão = 4V
3.3.3.10 - Simulação 10
Para Tensão = 4,5V
3.3.3.11 - Simulação 11
Para Tensão = 5V
0. DISCUSSÃO DOS RESULTADOS 
Feito os experimentos, no cálculo da Tabela 2, verificou-se que o LED começou a acender, quando a tensão chegou a 2,0 V (Tensão de Limiar), o que conferiu com as características dadas pela apostila, cujo os dados dizem que o LED que tenha a tensão máxima de polarização direta é de 1,6 V. Os valores com “*” apresentaram correntes muito baixas, a grossomodo não perturbando o circuito. 
 Verificou-se também que não há vantagem no método gráfico para componente não linear, pois, seus cálculos seriam complicados. Feito os experimentos, no cálculo da Tabela 2, verificou-se que o LED começou a acender, quando a tensão chegou a 2,0 V (Tensão de Limiar), o que conferiu com as características dadas pela apostila, cujo os dados dizem que o LED que tenha a tensão máxima de polarização direta é de 1,6 V. Os valores com “*” apresentaram correntes muito baixas, a grosso modo não perturbando o circuito. 
 Verificou-se também que não há vantagem no método gráfico para componente não linear, pois, seus cálculos seriam complicados, por ter uma fórmula exponencial através das Leis de Kirchhoff, mas com isso temos um artifício no qual podemos utilizar as Leis de Ohm, considerando o componente que é não linear, como um componente Linear, e transformando V0 em uma variável e V/R1 uma constante, teríamos uma equação de primeiro grau e consequentemente um resultado cuja função seria linear.
Aplicados, por ter uma fórmula exponencial através das Leis de Kirchhoff, mas com isso temos um artifício no qual podemos utilizar as Leis de Ohm, considerando o componente que é não linear, como um componente Linear, e transformando V0 em uma variável e V/R1 uma constante, teríamos uma equação de primeiro grau e consequentemente um resultado cuja função seria linear.
0. CONCLUSÃO
Neste experimento tivemos que demonstrar a reta de carga de um resistor e de um diodo. No resistor foi possível notar suas características lineares, ou seja, como a tensão e corrente variavam neste componente de forma a obedecer à lei de ohm. Já no diodo, diferente do resistor, a corrente inicialmente foi zero, indicando que este componente só passa a conduzir a partir de uma determinada tensão aplicada. Foi possível também perceber que o diodo é um componente que possui uma faixa de operação, com uma tensão menor do que 2 volts a corrente do circuito é tão baixa que pode ser desprezada, e com uma tensão maior que 3 volts a corrente aumenta exponencialmente de uma forma que pode danificar este componente. Assim, como o esperado em teoria o resistor se comporta como um componente linear e o diodo como um componente não linear. E levando em consideração as condições de execução do experimento pode-se concluir que este foi bem sucedido em demonstrar a diferença de comportamento entre matérias ôhmicos e não ôhmicos.
REFERÊNCIAS
Apostila de Laboratório de Circuitos Elétricos I
https://www.todamateria.com.br/leis-de-ohm/
https://www.grupoescolar.com/pesquisa/leis-de-kirchhoff.html
GRÁFICO DA LEI DE OHM
i	0	0.5	1	1.5	2	2.5	3	3.5	4	4.5	5	1.83	0	0.80600000000000005	1.61	2.42	3.23	4.03	4.84	5.65	6.45	7.26	8.06	v2	0	0.5	1	1.5	2	2.5	3	3.5	4	4.5	5	1.83	i2	0	0.5	1	1.5	2	2.5	3	3.5	4	4.5	5	1.83	CORRENTE (mA)
TENSÃO (V)
2