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PRÁTICA 4: LEI DE OHM E IDENTIFICAÇÃO DE UM RESISTOR NÃO ÔHMICO Nome Turma Curso Data 4.1 OBJETIVOS • Determinar a relação entre a diferença de potencial aplicada aos extremos de uma resistência elétrica e a intensidade de corrente que circula pela mesma; • Construir a curva característica de uma resistência ôhmica; • Identificar uma resistência ôhmica; • Reconhecer as condições de associação ao circuito, dos medidores amperímetro e voltímetro; • Construir a curva característica de um resistor não-ôhmico; 4.2. MATERIAL NECESSÁRIO • 01 painel para eletroeletrônica CC e CA, isolante transparente; • 01 jumper; • 01 resistor de 100 Ohm; • 01 interruptor Liga-Desliga; • 01 cabo preto 1 metro; • 01 cabo preto 0,5 metro; • 01 cabo vermelho 1 metro; • 01 cabo vermelho 0,5 metro; • 02 cabos vermelho 0,20 metro; • 02 multímetros (para leitura de amperagem e voltagem); • 01 lâmpada 4,5 V; • 01 fonte de alimentação CC tipo EQ030 (110V). 4.3. ANDAMENTO DAS ATIVIDADES 1. Lei de Ohm • Faça a montagem conforme mostrado na Figura 1. Figura 1: Material montado (resistência ôhmica) Instruções para a montagem de circuito: CHAVE LIGA E DESLIGA • A posição II da chave deve ser ligada a entrada positiva da fonte; • A posição I da chave deve ser ligada a posição C1 do painel. CONECTOR COM PONTE • Conectado entre D1 e E1 do painel. RESISTOR: • Conectado entre F1 e F2 do painel. VOLTÍMETRO • Conexão vermelha (VΩ) ligada na posição G1; • Conexão preta (COM) ligada na posição G2 do painel; AMPERÍMETRO • Conexão vermelha (mA) ligada na posição E2 do painel; • Conexão preta (COM) ligada na saída negativa da fonte; • Mantenha a chave auxiliar desligada e observe se a polaridade do amperímetro está correta em relação a saída da fonte; • Ligue a fonte de alimentação e regule para 0,5 VCC. A Figura 2 em seguida representa um diagrama esquemático do circuito a ser montado. Figura 2: Diagrama esquemático do circuito (resistência ôhmico) a) Como é chamado este tipo de associação elétrica existente entre a chave liga/desliga, a resistência e o amperímetro? b) Ligue o amperímetro na escala de 200 mA, em seguida feche a chave e descreva o observado no amperímetro. Em seguida, desligue a chave. Anote. c) Troque os pinos conectados ao amperímetro e ligue novamente a chave auxiliar descreva o observado em relação ao sinal do valor no display. d) Com base em suas observações anteriores, como se deve ligar um medidor de corrente (amperímetro) a um circuito de corrente contínua? A polaridade influencia? e) Ligue o voltímetro na escala de 20 V (tensão contínua) e, em seguida, regule a fonte de alimentação conforme as tensões e escalas fornecidas na Tabela 1 abaixo e anote (em cada caso) o valor lido no amperímetro na escala 200 mA. Complete a tabela; Tabela 1:Tensão, corrente e resistência f) Após coletar os dados desligue a fonte. g) Com os dados da Tabela 1, faça o gráfico V x I desta resistência e classifique a curva obtida no gráfico. • Instruções para o gráfico: a) Escolha escalas apropriadas nos eixos do gráfico, de maneira que todo o espaço milimetrado seja utilizado; b) Marque os pontos experimentais; c) Trace uma reta que se ajuste aos pontos experimentais, ou seja, tenha a mesma quantidade de pontos nos dois lados, se comportando como uma reta mediana. h) Observando os quocientes obtido na última coluna da Tabela 1. Como as grandezas tensão e intensidade de corrente estão relacionadas? Tensão aplicada (V) Intensidade da corrente (A) R = V/i (Ω) 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 i) A constante de proporcionalidade R é chamado de resistência elétrica do trecho compreendido entre as posições F1 e F2 em que foi conectado um resistor. Esta pode ser caracterizada como uma resistência ôhmica? Justifique. j) Indique uma característica principal de uma resistência classificada como ôhmica. k) Enuncie a lei de Ohm. l) Qual é o significado físico da declividade do gráfico V x I? 2. Identificação de um resistor não ôhmico • Realize a montagem do segundo procedimento trocando o resistor pela lâmpada e colocando os cabos do voltímetro na posição H1 e H2, conforme a Figura 3. Figura 3: Montagem do painel A Figura 4 a seguir representa um diagrama esquemático do circuito a ser montado. Figura 4: Diagrama esquemático do circuito (não ôhmico) • Regule a fonte de alimentação para 0 VCC; • Desconecte o cabo vermelho no amperímetro e o conecte na escala de 20 A e ligue; a) Ligue a chave auxiliar. Varie a tensão da fonte de 0,5 em 0,5 volt e complete a Tabela 2. Quando necessário, mude gradativamente o valor da corrente na fonte para atingir a tensão desejada. ATENÇÃO: NÃO ALIMENTE O CIRCUITO COM MAIS DE 4,5 V, POIS ESTA É A TENSÃO MÁXIMA DA LÂPADA! Tabela 2: Tensão, corrente e resistência Tensão aplicada (V) Intensidade da corrente (A) R = V/i (Ω) 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 b) Faça o gráfico V x I da lâmpada e compare o gráfico com o gráfico do resistor ôhmico. c) A resistência elétrica oferecida por esta lâmpada é ôhmica ou não- ôhmica? Justifica a resposta. d) Em que fator(variável) a temperatura pode influenciar nesta observação? e) Em que tensão você observou que a lâmpada começou a encandecer? Questionário 1- Duas lâmpadas de 120V, com potências de 25W e 200W, foram conectadas em série com uma fonte de tensão de 240V. Parecia ser uma boa ideia, porém uma das lâmpadas se queimou quase imediatamente após a ligação. Qual das duas lâmpadas se queimou e por quê? 2- Você liga diversas lâmpadas idênticas a uma pilha de lanterna. (a) O que ocorre com a luminosidade das lâmpadas à medida que o número delas aumenta quando a ligação é (i) Em série? (ii) Em paralelo? (b) A bateria dura mais quando a ligação é em série ou quando é em paralelo. Explique seu raciocínio.