Experimento 3 fsc

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA 
FÍSICA EXPERIMENTAL II - FSC5123– TURMA 04215 A 
PROFESSOR: PAULO HENRIQUE SOUTO RIBEIRO
Ponte de Wheatstone 
EXPERIMENTO 3
Isabela Rodrigues Molina
Wilson dos Passos Clemente
FLORIANÓPOLIS, 06 DE JUNHO DE 2022.
· Objetivos
· Nesta experiência, o objetivo é obter as curvas características dos seguintes componentes:
· Medir as resistências de resistores e de associações de resistores;
· Estabelecer experimentalmente a relação entre a resistência de fios metálicos com seu comprimento e com sua área de seção reta; 
· Calcular a resistência por unidade de comprimento e a resistividade de um fio de Nicromo.
· Esquema experimental
Figura 1. Esquema de montagem experimental da Ponte de Wheatstone
· Questionário 
1. (a) Calcule o erro percentual entre os valores medidos da resistência dos três resistores e seus valores nominais (Tabela I). 
(b) Calcule o erro percentual entre os valores medidos para as associações em série e paralelo e seus valores calculados a partir dos nominais. 
R: Erro (%) = ( | valor teórico - valor experimental | / valor teórico) x 100% (fórmula usada para o cálculo) 
	Resistores
	Rs (Ω)
	a / b
	Rx (Ω)
	Rnom (Ω)
	Erro (%)
	1
	200
	1,0
	200
	200
	0
	2
	33
	0,99
	32,67
	33
	1,0
	3
	150
	1,02
	153
	150
	2,0
	2 e 3 (série)
	200
	0,95
	190
	183
	3,8
	2 e 3 (paralelo)
	30
	0,90
	27
	27,05
	0,2
2. (a) Faça o gráfico de RX em função do comprimento com os dados da Tabela II.
	Resistores
	Comprimento (m)
	Rs (Ω)
	a / b
	Rx (Ω)
	1L
	0,278
	10
	0,98
	0,98
	2L
	0,556
	20
	1,01
	20,02
	3L
	0,834
	30
	0,97
	29,1
	4L
	1,112
	40
	0,98
	39,1
	5L
	1,390
	50
	0,97
	48,5
	6L
	1,668
	60
	0,97
	58,2
(b) Calcule o coeficiente angular e obtenha o valor da resistência por unidade de comprimento do fio de nicromo.
R: O coeficiente angular foi obtido através da reta do gráfico acima 
Coeficiente angular = 32,94Ω/m
 3. (a) Faça o gráfico de RX em função do inverso da área, 1/A, com os dados da tabela III. 
	Resistores
	Área (mm2 )
	1 / Área (mm-2 )
	RS (Ω)
	a / b
	RX (Ω)
	1A 
	0,040
	25
	10
	0,98
	9,80
	2A
	0,080
	12,5
	5
	0,97
	4,85
	3A
	0,120
	8,33
	3
	1,01
	3,03
	4A
	0,160
	6,25
	2
	1,08
	2,16
	5A
	0,200
	5
	2
	1,01
	2,03
(b) Calcule o coeficiente angular e obtenha a resistividade deste material.
R: 
Coeficiente angular = ρ. l
3,98. 10−7 Ω m² = ρ. 0,277m
ρ = 3,98. 10−7 Ω m² / 0,277m
ρ = 1,438. 10−6 Ω m
(c) Determine o erro percentual em relação ao valor tabelado. 
R:
 Erro (%) = ( | valor teórico - valor experimental | / valor teórico) x 100%
Erro (%) = ( | 1,43.10-6 Ωm - 1,438.10-6 Ωm | / 1,43.10-6 Ωm) x 100%
Erro (%) = 0,5%
4. (a) Admitindo-se que a ponte esteja equilibrada com o cursor em a = 1 mm e com a menor resistência padrão disponível no equipamento, calcule o valor da menor resistência que poderá ser medida com o mesmo. 
R: 
a = 1 mm
b = 499 mm
Menor resistência = 1 Ω
Rx = Rs . a / b
Rx = 1Ω . 1 mm / 499 mm
Rx = 2.004x10-3 Ω
(b) Se a ponte estiver equilibrada com a = 499 mm e com a máxima resistência padrão disponível, calcule o valor da maior resistência que poderá ser medida.
R:
a = 499 mm
b = 1 mm
Menor resistência = 1.111.110 Ω
Rx = Rs . a / b
Rx = 1.111.110 Ω . 499 mm / 1 mm
Rx = 5,5x10+8 Ω
5. (a) Admitindo-se uma imprecisão de 0,5 mm na leitura da escala milimetrada do cursor deslizante, qual é o erro esperado na medida de uma resistência de 100 Ω caso o cursor esteja equilibrado em a = 250,0 mm? 
R: Para satisfazer o enunciado temos duas situações:
Situação 1					Situação 2
a = 250 + 0,5 = 250,5 mm			a = 250 - 0,5 = 249,5 mm
b = 249,5 mm					b = 250,5 mm
Resistência = 100 Ω				Resistência = 100 Ω
Rx = Rs(a/b)					Rx = Rs(a/b)
Rx = 100 Ω (250,5/249,5)			Rx = 100 Ω(249,5/250,5)
Rx = 100,40 Ω					Rx = 99,60 Ω
Erro de 0,4%					Erro de 0,4%
(b) Este erro depende da posição do cursor na régua milimetrada? Justifique sua resposta.
R: 	O erro é dependente da posição do cursor. 
Exemplificando tem-se duas medidas com um erro de 0,5 mm, sendo a = 1 mm o erro percentual será de 50%, já quando a = 250 mm o erro percentual será de 0,2% do valor de a obtido na leitura da régua. O erro é muito pequeno quando a ponte está equilibrada no centro da régua, no entanto o erro será grande em ambas as extremidades. 
Estes valores implicam diretamente na razão de a/b devido às incertezas relativas dos comprimentos a e b, consequentemente a razão a/b também teria um alto erro.