FE_1_-_EXPERIMENTO_6_-_RESISTORES_LINEARES_PRESENCIAL

Prévia do material em texto

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA - FÍSICA EXPERIMENTAL I
RESISTORES LINEARES
1. Objetivos
- Determinar o valor da resistência de resistores em circuitos puramente resistivos.
2. Metodologia
Quando submetido a uma diferença de potencial , um componente de circuito elétrico é𝑉
percorrido por uma corrente . A resistência elétrica desse elemento é definida como𝑖 𝑅
quociente entre a diferença de potencial aplicada e a corrente resultante:
. (1)𝑅 = 𝑉𝑖
O comportamento de em função de depende das características do componente𝑖 𝑉
elétrico. Quando a relação é constante para qualquer valor de , o elemento é𝑉/𝑖 𝑉
chamado de resistor linear. Essa situação corresponde à Lei de Ohm, conforme a qual a
corrente em um resistor é diretamente proporcional à diferença de potencial — ou tensão
elétrica — aplicada a ele. Os resistores lineares são também chamados resistores ôhmicos.
É muito comum encontrar, em um dado circuito, resistores associados em série e em
paralelo. Sabe-se que a resistência equivalente , na associação de dois resistores e𝑅
𝑠
𝑅
1
em série, é dada por𝑅
2
. (2)𝑅
𝑠
= 𝑅
1
+ 𝑅
2
Por sua vez, a resistência equivalente capaz de substituir a associação de dois𝑅
𝑝
resistores e em paralelo é dada por𝑅
1
𝑅
2
. (3)1𝑅
𝑝
= 1𝑅
1
+ 1𝑅
2
1
Departamento de Física
Campus Nova Gameleira
3. Material
Fonte de tensão contínua, multímetro digital, voltímetro analógico, resistor com código𝑅
1
de cores, resistor “desconhecido”, painel para ligações, cabos para conexões, tabela𝑅
2
com código de cores.
UTILIZAÇÃO DE UM MULTÍMETRO
Medidas de tensão, corrente e resistência elétricas são, comumente, feitas com
multímetros, nos quais se pode selecionar a função voltímetro, amperímetro e ohmímetro.
Os multímetros digitais atuais são instrumentos de boa precisão e de fácil manuseio. Para
usá-los com segurança, devem-se observar as seguintes regras básicas:
● escolha, na chave seletora do aparelho, o tipo de medida a ser feita;
● escolha a escala de medida apropriada, caso o aparelho não tenha seleção
automática de escala;
● conecte os cabos ao multímetro, observando que o conector COM será comum
para todos os tipos de medida;
● conecte o multímetro corretamente ao circuito, seguindo o diagrama geralmente
disponível.
Para utilizar um multímetro como voltímetro, deve-se ligá-lo em paralelo com o elemento
elétrico (FIG. 1, (a)). Para utilizá-lo como amperímetro, deve-se ligá-lo em série com o
elemento elétrico (FIG. 1, (b)).
FIGURA 1 - Circuito constituído de uma fonte de tensão elétrica , um resistor e um multímetro.ε 𝑅
O multímetro é visto (a) na função voltímetro, conectado em paralelo ao resistor, e (b) na função
amperímetro, conectado em série ao resistor.
Física Experimental I 2022/1 2
Departamento de Física
Campus Nova Gameleira
4. Procedimentos
Resistência de um resistor
Você deve determinar a resistência de um resistor, chamado , e a respectiva incerteza,𝑅
1
de três maneiras:
i) identificando o valor de resistência informado pelo fabricante, por meio da consulta
ao código de cores (FIG. 3), considerado o caso do resistor padrão de 4 faixas.1
ii) fazendo a medida diretamente com o multímetro, na função ohmímetro;
iii) medindo valores de corrente para diferentes tensões aplicadas.
1 - Faça as etapas i e ii e, em seguida, monte o circuito ilustrado na FIG. 2, para realizar a
etapa iii.
ANTES DE INICIAR AS MEDIDAS, O PROFESSOR DEVE CONFERIR O CIRCUITO.
FIGURA 2 - Circuito constituído de uma fonte de tensão , um resistor , um multímetro utilizadoε 𝑅
como amperímetro e um voltímetro analógico𝐴 𝑉
2 - Registre em uma tabela os pares de valores de e , variando a tensão no resistor.𝑉 𝑖
Não ultrapasse o limite de corrente estabelecido pelo professor!
3 - Gere o gráfico versus com os dados obtidos. Faça uma regressão linear, para𝑉 𝑖
determinar a equação da reta que melhor se ajusta a esses pontos. Com os parâmetros da
regressão linear, determine o valor da resistência do resistor, com a respectiva incerteza.
4 - Compare e comente, do ponto de vista de confiabilidade e precisão, os valores da
resistência determinados por meio dos três procedimentos prescritos. Indique qual deles é o
melhor resultado para o valor da resistência.
1 Para mais informações sobre os códigos de cores:
https://aprendendoeletrica.com/codigo-de-cores-para-resistores/ - Acesso em: 20 jul. 2021.
Física Experimental I 2022/1 3
https://aprendendoeletrica.com/codigo-de-cores-para-resistores/
Departamento de Física
Campus Nova Gameleira
Associação de resistores em série e em paralelo
5 - Conecte os resistores e em série no painel de ligações. Com o multímetro na𝑅
1
𝑅
2
função ohmímetro, meça o valor da resistência do conjunto.𝑅
𝑠
6 - Conecte os resistores em paralelo e meça o valor da resistência do conjunto.𝑅
𝑝
7 - Use as equações 2 e 3 para determinar o valor da resistência do resistor “desconhecido”
, com a respectiva incerteza.𝑅
2
8 - Meça a resistência com o ohmímetro. Indique o melhor resultado e expresse-o com o𝑅
2
código de cores (ver FIG. 3), considerando um resistor padrão de 4 faixas.
FIGURA 3 - Tabela de código de cores para resistores de quatro e de cinco faixas
Física Experimental I 2022/1 4