TAMI Exp. 3 LEI DE OHM (1)

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SALINÓPOLIS
ENGENHARIA DE EXPLORAÇÃO E PRODUÇÃO DE PETRÓLEO LABORATÓRIO DE FÍSICA III
Lei de OHM
DISCIPLINA: LABORATÓRIO DE FISICA III
 (
NOME
TAMIRES BEATRIZ 
MATRICULA
201968840041
)PROF: EDINALDO TEIXEIRA
Salinópolis-PA 2022
1. OBJETIVO
· Observar a relação entre tensão e a intensidade da corrente elétrica;
· Entender a razão entre a natureza do condutor e sua resistência elétrica;
· Entender a relação entre as dimensões de um condutor com sua resistência.
2. INTRODUÇÃO
A PRIMEIRA LEI DE OHM
O físico alemão George Simon Ohm estabeleceu uma relação entre as grandezas diferença de potencial (U), resistência elétrica (R) e a corrente que passa pelo resistor. Para isso, aplicou diversas diferenças de potencial para um mesmo resistor e mediu a corrente elétrica que passava por ele, obtendo o gráfico a seguir.
 Repare que a reta inclinada indica que U e i são grandezas diretamente proporcionais. A diferença de potencial é a corrente elétrica multiplicada por um constante de proporcionalidade, denominada resistência elétrica (R). Os materiais que respeitam essas características são chamados de resistores ôhmicos, ou seja, obedecem a primeira Lei de Ohm.
 
A SEGUNDA LEI DE OHM
A resistência de um resistor depende de três fatores:
· Material: a resistividade de um material (ρ) mede a capacidade que um material possui em oferecer resistência a passagem da corrente elétrica.
· Comprimento do fio (L): quanto maior o comprimento do fio, maior será a resistência. Pense que os elétrons precisam se deslocar por uma distância maior e o número de choques aumenta. Isso acarreta uma perda de energia maior.
· Área da secção transversal (A): popularmente conhecida como a grossura do material. Quanto menor a área da secção transversal, maior é a resistência. O menor espaço para a movimentação dos elétrons faz com que a quantidade de choques e o efeito Joule aumentem.
As três dependências acima são resumidas na expressão abaixo, conhecida com a segunda Lei de Ohm.
Onde cada letra representa a seguinte grandeza:
R à resistência elétrica, medido em ohm (Ω).
L à comprimento do fio, medido em metros (m).
A à área de seção transversal, medido em metros quadrados (m2).
ρ à resistividade do material, medido em ohm•metro (Ω•m).
  CONDUTIVIDADE ELÉTRICA (σ)
A condutividade elétrica é o inverso da resistividade, ou seja, mede a capacidade que um material possui em conduzir a corrente elétrica sem perdas de energia. 
A expressão para o cálculo da condutividade é bem simples: o inverso da resistividade.
3. Materiais Necessários
· 1 placa de resistores
· 2 multímetros
· Cabos de ligação
· Fonte de tensão contínua
 (
8
)
4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL E ANALISES
EXPERIMENTO 01
Com o ohmímetro foram medidos os valores da resistência do fio de Níquel Cromo (bitola 0,360), para cada comprimento o procedimento foi repetido 3 vezes, em seguida os dados foram colocados na tabela abaixo:
 (
N 
1
2
3
Média
0,2
 
m
4,3
3,8
3,3
3,8
Fio 
0,4
 
m
7,7
5,8
5,8
6,4
0,6
 
m
8,5
8,5
8,5
8,5
0,8
 
m
11,2
11,2
11,2
11,2
)
Tabela 1
Após a montagem do circuito, ligamos a fonte, e em seguida, variou-se a diferença de potencial aplicada ao fio de níquel-cromo de 0,360 mm e os valores foram preenchidos na tabela abaixo:
 (
V
 
(V)
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
-
I
 
(A)
0,107
0,337
0,505
0,673
0,842
0,995
1,150
1,312
Média
 
x
R=V/i(Ω)
4,67
2,96
2,97
2,97
2,96
3,01
3,04
3,04
3,02
P=
V.i
(W)
0,053
0,337
0,757
1,346
2,105
2,985
4,025
5,248
2,096
)
Tabela 2
EXPERIMENTO 02 – Estudo da resistência elétrica e da natureza do condutor
No experimento 02 repetiu-se os procedimentos do experimento 01 para o arame de ferro 0,510 mm de diâmetro e 0,8 m de comprimento, em seguida os valores foram preenchidos na tabela abaixo:
 (
V
 
(V)
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
i 
(A)
0,445
0,878
1,267
1,575
1,860
2,163
2,473
--
-
R=V/i(Ω)
1,12
1,13
1,18
1,26
1,34
1,38
1,41
--
-
)
Tabela 3 (Ferro)
Foi feito o mesmo com o fio de níquel-cromo de 0,510 mm e comprimento igual a 0,8 m. Em seguida, os valores foram preenchidos na tabela abaixo:
 (
V
 
(V)
i
 
(A)
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
0,320
0,637
0,965
1,293
1,615
1,931
2,230
--
-
R=V/i(
Ω
)
1,56
1,57
1,55
1,55
1,55
1,55
1,57
--
-
)
Tabela 4 (Níquel-cromo)
EXPERIMENTO 03 – Relação entre a resistência elétrica e o comprimento de um condutor No experimento 03 já com o circuito montado, ligou-se a fonte, e em seguida, foi aplicada uma ddp constante ao fio de níquel- cromo de 0,510 mm com variação do comprimento do fio conforme a tabela abaixo:
 (
L
 
(m)
0,8
0,6
0,4
0,2
V
 
(V)
1,5
1,5
1,5
1,5
I
 
(A)
0,275
0,361
0,556
0,971
R
 
(Ω)
5,45
4,15
2,70
1,55
)
Tabela 5
EXPERIMENTO 04 – Relação entre a resistência elétrica e a área da secção reta de um condutor
Neste último experimento, foi aplicado uma tensão constante ao fio de níquel-cromo em três secções 0,360 mm, 0,510 mm e 0,720 mm. Em seguida, mediu-se a intensidade da corrente aplicada e calculado a sua resistência. Os valores foram preenchidos na tabela a seguir:
 (
Ø
(m)
0,360
0,510
0,720
A(
m²)
0,129
0,260
0,518
V(V)
1,5
1,5
1,5
i(A)
0,507
0,971
1,827
R(Ω)
2,96
1,54
0,82
)
Tabela 6 (Níquel cromo/comprimento 20 cm)
 Analise
EXPERIMENTO 01
1. Para o procedimento 1 e 3. Determine a média e o desvio para a resistência e a potência para o fio de níquel-cromo 0,36 mm.
1. Houve diferença no valor médio da resistência no procedimento 1 e 3? Se sim, tire o erro e justifique a diferença.
2. (
Grafico
 
tensão
 
x
 
corrente
1,5
y
 
=
 
0,3366x
 
-
 0,0173
1
0,5
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
)Faça um gráfico de tensão vs corrente para os dados do fio de níquel-cromo 0,36 mm.
Gráfico 1
3. Qual o significado do coeficiente angular do gráfico tensão corrente.
4. Retire o erro entre o valor da resistência calculado a partir do ajuste no gráfico e com o valor da média obtido na tabela.
5. O produto de i e V fornece qual grandeza física e qual a unidade?
R: Fornece a potência elétrica que é a razão entre corrente e tensão, e sua unidade é o Watt (W).
6. O que se pode concluir a respeito da relação entre ddp, corrente elétrica e a resistência elétrica, no experimento 01?
R: Pode-se concluir que a corrente que flui por um resistor é proporcional à tensão aplicada e inversamente proporcional ao valor de sua resistência.
7. Enuncie a primeira Lei de Ohm.
R: A primeira lei de Ohm estabelece que a razão entre a diferença de potencial e a corrente elétrica em um condutor é igual a resistência elétrica desse condutor. Vale salientar que a explicação foi desenvolvida tendo como base um condutor de resistência constante.
EXPERIMENTO 02
1. Qual condutor permaneceu com sua resistência elétrica constante?
R: O condutor que permaneceu constante foi o fio de níquel-cromo de 0,510mm com comprimento de 0,8m.
2. Qual dos condutores pode ser considerado ôhmico?
R: Dizemos que um condutor obedece à primeira lei de Ohm quando ele apresenta uma resistência elétrica constante, desta forma o fio de níquel-cromo de 0,510mm com comprimento de 0,8m é considerado ôhmico.
3. No experimento 02 é possível observar que a resistência depende de quê?
R: Depende da resistividade do material com o qual é trabalhado.
4. (
Grafico
 
tensão
 
x
 
corrente
 
(níquel-
cromo)
2,5
2
1,5
1
0,5
0
y
 
=
 
0,6406x
 
+
 
0,0033
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
)Faça um gráfico de tensão vs corrente para os dados do fio de níquel-cromo e para o de ferro.
Gráfico 2
 (
Grafico
 
tensão
 
x
 
corrente
 
(Ferro)
y
 
=
 
0,6605x
 
+
 
0,202
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
)
Gráfico 3
5. O que se pode concluir, comparando as tabelas e gráficos?
R: Pode-se concluir quer são grandezas diretamente proporcionais, pois quando uma aumenta, a outra também aumenta.
EXPERIMENTO 03
1. Observando o experimento 03 o que se pode notar sobre a resistência elétrica do condutor em relação ao comprimento?
R: Notamos que quanto maior o comprimento do fio L, maior também será sua resistência. Por outro lado, quanto maior a área (A) da seçãoreta do fio, maior será a quantidade de elétrons que passa por ela na unidade de tempo, isto é, maior a intensidade da corrente (mantendo-se constante a ddp). Assim, dizemos que quanto maior a área (A) da seção reta do fio, menor será sua resistência (R).
2. Com base na resposta do item anterior, como são chamadas matematicamente, duas grandezas que assim se comportam?
R: São chamadas diretamente proporcionais.
EXPERIMENTO 04
1. O que pode ser observado na relação entre a resistência elétrica e a área da secção transversal do condutor.
R: Pode ser observado que quando a resistência elétrica de um condutor aumenta a área de sua secção transversal diminui.
2. Com base na resposta do item anterior, como são chamadas matematicamente, duas grandezas que assim se comportam?
R: São chamadas inversamente proporcionais.
3. Enunciar a segunda Lei de Ohm.
R: A resistência de um condutor homogêneo de secção transversal constante é proporcional ao seu comprimento e da natureza do material de sua construção, e é inversamente proporcional à área de sua secção transversal. Em alguns materiais também depende de sua temperatura.
4. Conclusão
Com os procedimentos realizados, conclui-se que os resistores apresentam uma capacidade media, sendo que a tangente é o valor da resistência. Sendo assim, a primeira lei de Ohm realmente quantifica o valor das resistencias em determinados pontos onde tenha corrente e tensao. 
5. Referencias
HALLIDAY, D.; RESNICK, R e WALKER, J. Fundamentos de Física: Eletromagnetismo. 4°ed. LTC, Editora S.A. Rio de Janeiro, 1996. Volume 3
MACHADO, K. D. Teoria do Eletromagnetismo. 1° ed. Editora UEPG. Ponta Grossa, 2000. volume 1.