Trab. Lei de Ohm

Prévia do material em texto

UFC
Universidade Federal do Ceará
Estudante: Carlos Magno Bezerra de Oliveira Magalhães
Matrícula: 364000/Curso: Engenharia Elétrica
Turma: 07 A/Professor: Memória
Prática n° 12 de Física Experimental: 28/10/2014
LEI DE OHM
Fortaleza, 17 de novembro de 2014.
OBJETIVOS
Verificar experimentalmente a lei de Ohm;
Montar circuitos para determinar a resistência elétrica utilizando-se dos valores de tensão e corrente;
Distinguir condutores ôhmicos de não ôhmicos.
MATERIAL
Fonte de tensão (regulável de 0 a 12-VDC ou 6/12 VAC);
Resistores e (100 /10 W e 180 /1 W);
Resistências e (filamento de lâmpada);
Multímetro digital (dois);
Cabos (diversos).
INTRODUÇÃO
	A partir do estudo da diferença de potencial aplicada num condutor e da intensidade de corrente causada por ela, o físico alemão Georg Simon Ohm (1787-1854) observou que nos resistores a razão entre e é constante para a temperatura fixada, para cada material. Ou seja, matematicamente:
	A constante obtida é denominada resistência elétrica , que foi conceituada por Ohm em 1827, no trabalho “O circuito galvânico matematicamente analisado”. Em homenagem a este físico, no SI, a unidade de medida da resistência elétrica é o ohm, e é simbolizada pela letra grega maiúscula ômega . 
	A condutância elétrica de um condutor é o inverso da resistência elétrica: . No SI, sua unidade é o Siemens: . 
Os condutores metálicos, para os quais a razão entre e obtida é constante são conhecidos como condutores ôhmicos ou lineares. A relação: é conhecida como , podendo ser registrada como:
	A intensidade de corrente elétrica é proporcional à diferença de potencial aplicada entre os terminais de um condutor ôhmico (mantido à temperatura constante).
	Aprofundando os seus trabalhos, Ohm identificou as grandezas que influem na resistência elétrica. Conforme a , a resistência elétrica depende das seguintes grandezas, relacionando-se da seguinte maneira com elas:
Proporcional ao comprimento condutor ;
Inversamente proporcional à área de seção transversal do condutor;
Depende do material de que é constituído o condutor e da temperatura, através da resistividade , que é denominada resistividade elétrica do material.
A é escrita como:
A unidade de resistividade elétrica é obtida a partir de:
Ou seja, a unidade procurada é: .
A condutividade elétrica de um material é a grandeza definida pelo inverso da resistividade: .
A unidade desta grandeza (no SI) é , ou seja, Siemens por metro.
PROCEDIMENTO
1. Mediu-se o valor da resistência cujo valor nominal é de : .
2. Mantendo a fonte de tensão desligada, montou-se o circuito esquematizado na figura 1 e calculou-se a corrente nominal máxima através de .
 VOLTÍMETRO
	 AMPERÍMETRO
		
	. COM .
. COM .
		 R
R
	
Figura 1. Circuito com amperímetro e voltímetro
	
3. Ajustaram-se os valores de tensão (leitura do voltímetro) conforme a Tabela 1 e registraram-se os valores correspondentes da corrente (leitura do amperímetro).
TABELA 1. RESULTADOS EXPERIMENTAIS PARA 
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
4. Mediu-se o valor da resistência do resistor : .
5. Com a fonte desligada, substituiu-se o resistor pelo resistor no circuito montado anteriormente.
6. Calculou-se a corrente nominal máxima através de sabendo que, de acordo com a tabela 2, a tensão máxima aplicada seria de .
	
7. Ajustaram-se os valores de tensão (leitura do voltímetro) conforme a tabela 2 e anotaram-se os valores correspondentes da corrente (leitura do amperímetro).
TABELA 2: RESULTADOS EXPERIMENTAIS PARA.
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
8. Substituiu-se pela resistência (filamento da lâmpada). Ajustaram-se os valores de tensão conforme a tabela 3 e anotaram-se os valores correspondentes de corrente. Desconhecendo a resistência do filamento da lâmpada, usou-se a escala , por ser alta.
TABELA 3: RESULTADOS EXPERIMENTAIS PARA.
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
9. Repetiu-se o procedimento anterior para . Utilizou-se a escala , por ser alta.
TABELA 4: RESULTADOS EXPERIMENTAIS PARA.
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
QUESTIONÁRIO
1. Trace, em um mesmo gráfico, a tensão versus corrente elétrica para os dados das tabelas 1 e 2.
2. O que representa a declividade do gráfico da questão 1? Determine a declividade para o resistor e também para o resistor .
	Basta analisar a equação da : 
Isto é, a declividade do gráfico representa a resistência.
3. Faça o gráfico da tensão versus corrente elétrica para os dados das tabelas 3 e 4.
4. Determine pelo gráfico da questão 1 a intensidade da corrente que percorre o resistor quando o mesmo é submetido a uma tensão de . Repita para o resistor .
	
5. Calcule a resistência da lâmpada, , quando submetida às tensões de , e .
	
6. Qual a resistência da lâmpada, , quando submetida a uma corrente de ?
	Analisando o gráfico da questão , vê-se que a tensão correspondente a esta corrente na curva correspondente a é de , então, pode-se calcular o valor da resistência:
7. Qual a resistência do resistor , quando submetida às tensões de , e ?
	
8. Classifique os resistores , , e como ôhmico ou não ôhmico. Justifique.
	 e : são resistores ôhmicos, pois os gráficos da tensão versus corrente elétrica para as tabelas 1 e 2 são retas, ou seja, a resistência elétrica é constante para ambos os resistores;
: é resistor não ôhmico. Analisando os valores obtidos na questão 5 para as resistências, vê-se que são diferentes;
: é resistor não ôhmico. Analisando os valores obtidos na questão 7 para as resistências, observa-se que não são iguais.
CONCLUSÃO
	A aula prática sobre a Lei de Ohm foi um coroamento do trabalho desenvolvido nas últimas práticas (Resistores e Ohmímetro/Voltímetro e Amperímetro), pois trouxe à tona uma equação de extrema importância no estudo dos circuitos elétricos. Trata-se da Lei de Ohm.
	Esta Lei afirma que a d.d.p. aplicada entre os terminais de um condutor ôhmico é proporcional à corrente elétrica passante no condutor. 
As resistências elétricas dos resistores e “resistências" foram calculadas a partir dos valores de d.d.p. e de corrente elétrica, obtidas, respectivamente, com voltímetro e amperímetro.
Concluiu-se que o condutor é ôhmico (mantido à temperatura constante) quando a sua resistência elétrica permanece constante durante a variação na d.d.p. aplicada aos seus terminais, ou seja, e .
	Estudando os circuitos montados com as resistências e (filamento de lâmpada), verificou-se que as resistências elétricas não se mantiveram constante durante a variação na voltagem aplicada aos terminais de ambas as resistências. Daí concluiu se tratarem de condutores não ôhmicos.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Gualter, Newton & Helou. Física III. Consultado em 01 de novembro às 13h45min.
Bonjorno, Clinton & Luís. Física (Eletromagnetismo e Física Moderna). Consultado em 30 de outubro às 20h10min.
Prof. Dr. Nildo Loiola Dias. Roteiros de aulas práticas de física. Consultado em 28 de outubro às 10h00min.