Relatorio 1 fsc experimental 2

Prévia do material em texto

Universidade Federal de Santa Catarina
Centro de Ciências Físicas e Matemáticas
Departamento de Física
Física Experimental II
Professor: Fernando da Cunha Wagner
LEIS DE KIRCHHOFF EM CIRCUITOS DE CORRENTE CONTÍNUA
 
Equipe 03: Bárbara Demarco
Isabela Fuganti
 Jéssica Kuntz Maykot 
Juliana Miranda
Vicente Mafra
	
Florianópolis, 27 de março de 2015.
QUESTIONÁRIO
1.a. Através do uso da equação (4) e os dados da tabela I, encontre o valor da fem da bateria e calcule a sua resistência interna.
Equação 4: - = V = ɛ - i r’
ɛ = 12,76 V - = V = ɛ - i r’
V = 12,53 V 12,76 – 12,53 = 12,76 – 0,91r’
i = 0,91 A r’ = = 13,77 Ω
1.b. Qual o valor da fem da fonte?
ɛ = 12,76 V 
Analisando os dados da tabela I, explique a diferença entre uma bateria e uma fonte de tensão geradora de fem ɛ, quando acopladas a um circuito.
Quando a corrente atravessa a bateria, ocorre uma diferença de potencial entre seus terminais que não se iguala à fem ɛ, por existir uma resistência interna r’ na própria bateria. Já a fonte não apresenta essa resistência interna, portanto a fem ɛ será igual à diferença de potencial.
3.a. Faça o gráfico de V em função de i com os dados da tabela II.
Em anexo.
3.b. Calcule os coeficientes angular e linear da reta obtida e, a partir deles, obtenha a fem ɛ da fonte e r do amperímetro.
Como ɛ = A por causa da linearização e, pela regressão linear obtivemos A=2,157063488, então ɛ vale aproximadamente 2,2V. Pela linearização e regressão também obtivemos que B = -0,01589202. Pela linearização: Ra+Rp = -B(10)³. Sabendo que Rp = 13,6 Ω , temos que:
Ra + 13,6 = 15,9 => Ra = 2,3Ω
3.c. Qual o significado físico da intersecção da curva com o eixo das abcissas (onde y=0)? E das ordenadas (onde x=0)?
A intersecção da curva com o eixo das abcissas representa a , que é a corrente máxima que o circuito suporta. Já a intersecção com as ordenadas representa o valor da força eletromotriz ɛ.
Faça o gráfico de P em função de R com os dados da tabela II. No ponto de máxima transferência de potência, obtenha R e, então, r do amperímetro. Compare r com o valor obtido na questão 3.b.
Gráfico em anexo
Ponto máximo: 72,0 mW
R* = 20 Ω
Rp = 13,6 Ω
R* = Ra + Rp
20 = Ra + 13,6
Ra = 20 – 13,6 = 6,4 Ω
Comparando – se o Ra obtido pelo gráfico (6,4 Ω) e o Ra teórico (2,3 Ω), nota-se um grande erro, decorrente principalmente pela falta de precisão do gráfico (traçado a mão livre).
Calcule as correntes utilizando as Leis de Kirchhoff para o circuito, considerando as resistências internas dos amperímetros (fornecidas). Compare com os valores medidos.
Substituindo a equação I em III e isolando , ficamos com:
Substituindo o valor de na equação II obtemos: = -0,94 A e substituindo o valor de na equação logo acima temos que A.
Como , então A.
Os sinais negativos nos resultados dos cálculos das correntes indicam que o sentido adotado inicialmente não é o correto. Assim:
Houve diferença entre os valores calculados e os valores medidos, provavelmente por erro na aparelhagem ou no manuseio durante o experimento.
Calcule novamente as correntes , mas agora desprezando as resistências internas dos amperímetros. Compare os valores medidos e comente os resultados obtidos em 5 e 6.
Substituindo a equação I na equação III e isolando obtivemos:
Substituindo o valor de na equação II encontramos que : . Substituindo na equação logo acima, verifica-se que: 
Pela equação I, encontra-se = -0,75 A.
Comparando os resultados obtidos nas questões 5 e 6 percebe-se que houve pouca diferença nos valores das correntes devido ao fato das resistências internas dos amperímetros serem muito pequenas.