ATIVIDADE A3 - Experimentos completos

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ATIVIDADE A3 
 
 
 
 
Sumário 
LEI DE OHM ................................................................................................................................... 2 
LEI DE KIRCHHOFF ......................................................................................................................... 5 
CAPACITORES ................................................................................................................................ 6 
CAMPO ELETROMAGNÉTICO ........................................................................................................ 8 
 
 
 
LEI DE OHM 
 
Resistividade de um resistor em função do comprimento 
1. Construa o gráfico “Resistência elétrica x Comprimento do resistor”. 
 
2. O que é possível observar com relação ao comportamento da resistência 
elétrica? Explique 
Com base nos dados apresentados no gráfico acima, é possível observar 
que a resistência é diretamente proporcional ao tamanho do condutor. Sendo 
assim, considerando o mesmo tipo de material, quanto maior o comprimento do 
condutor, maior será sua resistividade. 
3. Calcule a resistividade do resistor 1. 
Para o Resistor 1 temos: 
R/l = 17,5 Ω/m 
A = 8,0 x 10-8 m2 
Então considerando a fórmula: 
𝜌 = 𝑅
𝐴
𝐿
 → 𝜌 = 17,5.8. 10−8 → 𝝆 = 𝟏, 𝟒. 𝟏𝟎−𝟔 
 
Resistência elétrica de um resistor em função da área 
1. Calcule a resistividade de cada resistor. 
Resistor 1 L (m) R (Ω) A(m2) ρ=R.(A/L) 
AB 0,25 4,30 8,00E-08 1,38E-06 
4,30
8,70
13,00
17,50
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
16,00
18,00
20,00
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20
R
es
is
tê
n
ci
a 
(Ω
)
Comprimento (m)
Resistência elétrica x Comprimento do resistor
AC 0,50 8,70 1,39E-06 
AD 0,75 13,00 1,39E-06 
AE 1,00 17,50 1,40E-06 
 
Resistor 2 L (m) R (Ω) A(m2) ρ=R.(A/L) 
AB 0,25 1,70 
2,04E-07 
1,39E-06 
AC 0,50 3,30 1,35E-06 
AD 0,75 5,00 1,36E-06 
AE 1,00 6,70 1,37E-06 
 
Resistor 3 L (m) R (Ω) A(m2) ρ=R.(A/L) 
AB 0,25 0,90 
4,07E-07 
1,47E-06 
AC 0,50 1,60 1,30E-06 
AD 0,75 2,60 1,41E-06 
AE 1,00 3,30 1,34E-06 
 
Resistor 4 L (m) R (Ω) A(m2) ρ=R.(A/L) 
AB 0,25 1,30 
2,04E-07 
1,06E-06 
AC 0,50 2,50 1,02E-06 
AD 0,75 3,80 1,03E-06 
AE 1,00 5,00 1,02E-06 
 
Resistor 5 L (m) R (Ω) A(m2) ρ=R.(A/L) 
AB 0,25 0,00 
3,20E-07 
0,00E+00 
AC 0,50 0,20 1,28E-07 
AD 0,75 0,10 4,27E-08 
AE 1,00 0,10 3,20E-08 
 
2. Qual dos resistores possui a maior resistividade? Por quê? 
• Para o cálculo da resistividade utilize a fórmula: 𝜌 = 𝑅
𝐴
𝐿
 
Considerando os cálculos apresentados nas tabelas do exercício anterior, 
observa-se a maior resistividade no Resistor 3, o qual registra a maior área de 
seção transversal, sendo do mesmo material que os demais. 
Corrente elétrica de um resistor 
1. Construa o gráfico da “Tensão elétrica x Corrente elétrica”, caso precise 
retorne ao roteiro teórico para relembrar a relação entre Tensão elétrica 
ou corrente elétrica. 
Considerando os dados da tabela abaixo: 
 CONDUTOR E TRECHO 
Tensão V(V) 1AE 2AE 3AE 4AE 5AE 
0,50 0,03 0,07 0,13 0,09 X 
1,00 0,05 0,14 0,28 0,19 X 
1,50 0,08 0,22 0,43 0,3 X 
2,00 0,11 0,29 0,58 0,39 X 
2,50 0,14 0,37 0,73 0,5 X 
Observa-se o gráfico: 
 
 
2. Depois da realização do experimento o que é possível observar com 
relação ao comportamento da corrente elétrica? Explique. 
É possível observar que o comportamento de crescimento da Corrente em 
Ampères ocorre de forma linear em função da variação de Tensão em Volts. 
3. É possível realizar as medições de corrente elétrica em todos os 
resistores? Caso não, por quê? 
Não é possível, pois no condutor 5 não se registra diferença de potencial 
em razão da excelência na condução de elétrons. Isso poderia gerar um curto-
circuito na fonte. 
4. Qual dos resistores apresentou maior valor para a corrente elétrica? Tente 
elaborar uma justificativa, abordando o comportamento da resistência 
elétrica como a passagem da corrente elétrica. 
O Resistor 3 apresentou o maior valor para a corrente elétrica, registrando 
0,63A. A justificativa se dá pelo maior valor de área da seção transversal do 
condutor. 
 
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,00 1,00 2,00 3,00
C
o
rr
en
te
 (
A
)
Tensão (V)
Tensão elétrica x Corrente elétrica
Condutor 4
Condutor 3
Condutor 2
Condutor 1
LEI DE KIRCHHOFF 
 
1. Anote na Tabela 1 os valores de tensão obtidos no primeiro circuito. 
 
2. Anote na Tabela 2 os valores de corrente obtidos no primeiro circuito. 
Para as questões 1 e 2 considerar a tabela abaixo: 
Lâmpada 
Tensão 
(V) 
Corrente 
(A) 
1 4,60 0,64 
3 4,50 0,26 
6 3,00 0,42 
8 2,49 0,22 
9 1,50 0,22 
 
3. Anote na Tabela 3 os valores de tensão obtidos no segundo circuito. 
 
4. Anote na Tabela 4 os valores de corrente obtidos no segundo circuito. 
Para as questões 3 e 4 considerar a tabela abaixo: 
Lâmpada 
Tensão 
(V) 
Corrente 
(A) 
2 11,98 0,44 
3 11,98 0,44 
 
CAPACITORES 
 
1. Qual o módulo do valor de tensão (|𝑉𝑚𝑒𝑑|) exibida no multímetro 
conectado a protoboard 1? Qual a tensão fornecida pela bateria (Vf) para 
este circuito? Qual o valor da resistência (R) na qual o multímetro está 
conectado? 
Para calcular a resistência interna do multímetro, utilize a equação 
abaixo: 
 
𝑅𝑉 = (
|𝑉𝑚𝑒𝑑|
𝑉𝑓 − 2|𝑉𝑚𝑒𝑑|
) 𝑅 
Onde: 
Vf = Tensão da fonte. 
Vmed = Tensão medida pelo multímetro. 
R = Valor das resistências iguais utilizadas. 
Rv = Resistência interna do multímetro. 
(|𝑉𝑚𝑒𝑑|) = (|−5,95|) 
𝑉𝑓 = 12𝑉 
𝑅 = 90 𝐾𝑜ℎ𝑚𝑠 
2. Qual o valor da resistência interna do multímetro (Rv)? 
𝑅𝑉 = (
|𝑉𝑚𝑒𝑑|
𝑉𝑓 − 2|𝑉𝑚𝑒𝑑|
) 𝑅 = 
5,95.90. 103
12 − 2.5,95
=
535,5. 103
12 − 11,9
=
535,5. 103
0,1
= 𝟓, 𝟑𝟓 𝑴𝒐𝒉𝒎𝒔 
 
3. Qual o valor da tensão apresentada pelo multímetro e o tempo que o 
capacitor leva para carregar totalmente? 
Vmáx=11,97V 
Tempo de carga = 12,54s 
4. Preencha a tabela 1 com os dados obtidos no carregamento do capacitor. 
 
V63% 7,54 
Medições 
Medição 1 2 3 4 Média 
T63% (s) 1,95 2,24 2,04 2,16 2,09 
 
5. Qual o valor da tensão apresentada pelo multímetro e o tempo que o 
capacitor leva para carregar totalmente? 
O valor de tensão medido no multímetro foi de 11,97V, registrando 12s para 
a carga total. 
Considerando o V63% o valor medido para a tensão foi de 7,54V, registrando 
2,1s para a carga total. 
6. Preencha a tabela 2 com os dados obtidos no descarregamento do 
capacitor. 
V63% 4,43 
Medições 
Medição 1 2 3 4 Média 
T63% (s) 2,26 2,44 2,44 2,54 2,42 
 
A constante de tempo de um circuito RC é dada por: 
𝜏 = 𝑅. 𝐶 
Onde: 
τ é a constante de tempo em segundos; 
R é a resistência em ohms; 
C é a capacitância em farads. 
utilizando os dados do circuito 2 e ignorando a resistência interna 
do multímetro (devido à influência desprezível no cálculo da 
constante de tempo) encontre: 
𝜏𝑇𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 = 90,103𝑥20𝑥10
−6 = 1800. 10−3 = 1,8𝑠 
Os valores encontrados no passo 5 e 6 são os valores encontrados 
experimentalmente para a constante de tempo, anote esses 
valores abaixo: 
𝜏𝐸𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 1 = 2,09𝑠 
𝜏𝐸𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 2 = 2,42𝑠 
 
CAMPO ELETROMAGNÉTICO 
 
1. Com base nos seus conhecimentos justifique por que a bússola aponta 
para o Norte geográfico sem que tenha necessidade de aplicar cargas na 
mesma? 
A bússola sofre ação do campo eletromagnético da terra, sendo assim o 
norte da bússola é atraído pelo Sul magnético terrestre, localizado próximo ao 
norte geográfico. 
2. Descreva o comportamento da agulha nas diferentes posições. 
A agulha da bússola sofre direta ação do campo eletromagnético gerado 
pelo fio condutor, sendo assim seu movimento é baseado na posição relativa ao 
fio. 
3. Descreva com base nos seus conhecimentos o comportamento da agulha 
quando a chave era desativada. 
Ao se desativar a chave o campo eletromagnético gerado pelo fio condutordeixa de influenciar o comportamento da bússola, cujo alinhamento retorna a 
acompanhar o campo eletromagnético terrestre e aponta para o norte 
geográfico. 
4. Justifique o fenômeno ocorrido com a bússola quando se fechava o 
circuito. 
Com o circuito fechado a agulha sofre influência do campo magnético 
gerado pela corrente.