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UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE FÍSICA DEPARTAMENTO DE ELETRÔNICA FÍSICA III Relatório de medição elétrica (aula 1) Aluno: Brenno R. Barros/ 202020584511 Caio Marques Lúcio/ 202110201811 Turma: 2 Professor: Dr. Alexandre R. Camara 1 1. Introdução: A corrente elétrica é o fluxo de elétrons que circula por um condutor quando este está submetido à uma diferença de potencial em suas extremidades chamada de tensão, assim define-se tensão como a diferença de energia potencial elétrica entre dois pontos. No Sistema Internacional (SI) sua unidade é o volt (V). Já em termos de corrente, podemos defini-la como sendo real ou convencional. A corrente convencional é definida como o sentido do movimento das cargas positivas e a corrente real como o sentido do movimento das cargas negativas, ou seja, os elétrons. Outra definição que iremos abordar ao longo deste relatório, é a diferença entre corrente contínua e alternada. Na corrente contínua (CC) os elétrons se movem em um fluxo direcional único, estabilizando a carga com tensão e corrente unidirecionais (exemplo: pilhas, onde a carga se move do positivo ao negativo). Enquanto a corrente alternada (CA) é caracterizada pela movimentação errática dos elétrons, que variam de direção constantemente (até 60 vezes por segundo). Em suas vantagens, a corrente alternada (CA) possui capacidade de ser transportada por longas distâncias pela facilidade de alteração de sua tensão, além de possuir perdas muito menores em relação à corrente contínua (CC) por meio de transformadores. Dessa forma, a CA é muito utilizada em linhas de transmissão de usinas elétricas em grandes potenciais. Porém deve ser transformada em corrente contínua ao chegar nas linhas de distribuição de rede elétrica. Figura 1: Gráficos de tensão por tempo em corrente contínua e alternada 2 2. Objetivo: Medir os diferentes valores de tensão oferecidos pela fonte, verificando os diferentes valores de tensão contínua e alternada, e construindo uma relação entre eles. Além de explorar o uso do multímetro e suas diferenças com o voltímetro analógico. 3. Materiais: 3.1 Multímetro É um instrumento versátil para medir grandezas elétricas como tensão, corrente e resistência. Possui quatro terminais de entrada e uma chave que seleciona função de interesse, permitindo operar como voltímetro, amperímetro ou ohmímetro. Como voltímetro e amperímetro pode-se selecionar os modos de operação no modo de corrente contínua (DC) ou de corrente alternada (AC). Figura 2: Multímetro digital utilizado 3.2 Fonte de Tensão A fonte de tensão é um equipamento que gere força eletromotriz entre seus terminais, gerando uma tensão onde é possível criar um circuito. Para o nosso caso, sua utilização será apenas para medição de diversos valores de tensão em corrente contínua e alternada. Figura 3: Fonte de tensão utilizada 3 3.3 Cabos (2 banana/banana com derivação) Os cabos pino banana servem para conectar o multímetro à fonte. Podem ser pretos (cargas negativas) e vermelhos (carga positiva). Figura 4: Cabos banana utilizados 3.4 Voltímetro analógico É um instrumento destinado à medição, e exibição através de um ponteiro. Podendo medir o valor da tensão gerada em Volts (V). Figura 5: Voltímetro analógico utilizado 4. Procedimento: Liga-se o multímetro à uma fonte de tensão, conectando o cabo banana vermelho na saída positiva da fonte e o preto na saída negativa. Posteriormente os fios devem ser ligados ao multímetro. Em seguida, deve-se alterar a tensão da fonte, variando de 0 a 10 e anotando os resultados vistos no multímetro. Aferir-se primeiro os resultados da tensão contínua e posteriormente, da alternada. Com isso, é possível construir uma relação gráfica de tensão contínua X alternada. 4 5. Resultados: A priori organizou-se uma tabela com os valores das tensões aferidas. Alternada(V) Contínua(V) 1.7 2,64 3,8 5,58 5,8 8,55 8,0 11,54 10,0 14,53 12,2 17,53 14,3 20,6 16,4 23,6 18,5 26,6 20,6 29,5 A partir dos dados obtidos, tornou-se possível montar um gráfico marcando a tensão alternada como eixo das abscisas e a contínua no eixo das ordenadas. Calculou-se também uma função com esses pontos aferidos. Com isso tudo formou-se o seguinte gráfico: Figura 6: Gráfico Tensão Alternada versus Contínua 5 Utilizando da equação da função do primeiro grau, y = ax + b, calculou-se a função representada pela reta vermelha. Obtemos a seguinte função: .𝑦 = (607/430)𝑥 + 1779/4300 6. Conclusão Como consequência dos resultados obtidos, conclui-se que o experimento foi um sucesso, uma vez que o coeficiente angular da reta ( 1,41) é um valor bem próximo de . Dessa≃ 2 forma, foi possível aferir os valores das tensões contínuas e alternadas e utilizar o multímetro da forma correta. 7. Bibliografia ● UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ (UTFPR) (PR). Departamento Acadêmico de Física (DAFIS). TEXTOS DE LABORATÓRIO FÍSICA 3: ELETRICIDADE E MAGNETISMO. Ponta Grossa, Paraná: [s. n.], 2013. Disponível em: http://www.fotoacustica.fis.ufba.br/daniele/FIS3/Apostila%20Fisica%203.pdf. Acesso em: 13 jul. 2022. ● UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO (SP). Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Laboratório de Física III: Livro de práticas. São Carlos, São Paulo: [s. n.], 2014. Disponível em: https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/398881/mod_resource/content/1/A postila-LEF__FisicaIII140814.pdf. Acesso em: 13 jul. 2022. 6
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