Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE BARRA MANSA PRÓ-REITORIA ACADÊMICA CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL Fillipe dos Santos Rocha - 20191000311 Gustavo Faria Maia - 20191000109 Henrique Eurles Bonifácio Belém - 20191000465 LEI DE OHM Barra Mansa 2020 CENTRO UNIVERSITÁRIO DE BARRA MANSA PRÓ-REITORIA ACADÊMICA CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL Fillipe dos Santos Rocha - 20191000311 Gustavo Faria Maia - 20191000109 Henrique Eurles Bonifácio Belém - 20191000465 LEI DE OHM Relatório apresentadocomo requisito parcial de avaliação da disciplina “Física III” do Curso de EngenhariaCivil do Centro Universitário de Barra Mansa, sob orientação da Professora Dra. Bárbara Louise Lemos Drumond Silva. BARRA MANSA 2020 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................. 1 2. MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................................... 2 2.1. Materiais ......................................................................................................................... 2 2.2. Metodologia .................................................................................................................... 2 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................................ 3 4. CONCLUSÃO ................................................................................................................. 12 REFERÊNCIAS .................................................................................................................. 12 1. INTRODUÇÃO AleideOhm,descobertaeformuladaporGeorgSimon Ohm, relaciona astrêsgrandezas elétricasprincipaise demonstracomoelasestão ligadas. Ao fazer umexperimentorelativamentesimplesGeorg chegouaoresultadoepor suas descobertas seu nome foi dado a essa lei da eletricidade. Georgligouumafontedetensãoelétricaaummaterial,epercebeuque circulouumacorrenteelétricaporessecircuito.EmseguidaGeorgvariouessa tensãoepercebeuumacorrenteelétricadiferente.Edestaformaparacadatensão aplicadaumacorrentediferenteeraregistradaemsuasanotações,sendoassim verificou vários materiais fazendo a relação entre a voltagem e sua corrente elétrica. A primeiralei deOhmestabeleceque arazão entreadiferença depotencial e acorrenteelétricaemumcondutoréigualàresistênciaelétricadessecondutoras tensõesea correnteserelacionavaemuma razãoconstante.Para essa experiênciasemprequeGeorgdividiaumatensãopelarespectivacorrenteelétricaencontrada elesempreencontravaomesmonúmero.Essenúmeroconstantefoichamadopor Georgderesistênciaelétrica. Valesalientarqueaexplicaçãofoidesenvolvidatendocomobaseumcondutorderesistênciac onstante(R=constante).Nota-seque condutoresdessetiposãochamados de condutores ôhmicos onde se representa por V = R.i invalidando esta lei temos os resistores chamados de não ôhmicos. Representando as grandezas elétricas temos: V = Tensão elétrica, unidade volt (V é a letra que representa a unidade). i = Corrente elétrica, unidade ampere (A é a letra que representa a unidade). R = Resistência elétrica, unidade Ohm (Ω é a letra grega que representa a unidade). 1.1 Objetivo O objetivo do experimento é deverificaraaplicaçãodaLeideOhmnesses dispositivoseadependênciadaresistênciadeumfiocondutorcomoseu comprimentoe aáreadesuaseçãotransversal em um laboratório virtual. 2 2. MATERIAIS E MÉTODOS 2.1. Materiais Os materiais necessários para o ensaio foram: 01 Fonte de alimentação digital 01 Interruptor simples para abrir e fechar circuito 01 Multímetro 01 Painel DiasBlanco para leis Ohm modelo EQ156 2.2. Metodologia Iniciando o experimento, na 1ª etapa, utilizando o painel DiasBlanco, posicionamos os pontos de prova na linha 4(material: Níquel –cromo Ø= 0,51mm) utilizando borne positivo na coluna A e o borne negativo na coluna B. Ligamos o Multímetro e o ajustamos a posição de medição de resistência em “200” ohm indicado pela seta e anotamos a resistência medida, posteriormente o procedimento foi repetido nas colunas C, D e E anotando suas respectivas resistências. Ressaltando que a distância entre a coluna AB é igual à 0,25m, AC é igual à 0,5m, AD é igual à 0,75m e AE é igual à 1,00m. Todas as resistências foram devidamente anotadas na Tabela 1. Posteriormente o mesmo procedimento foi realizado nos matérias das linhas 3(material: KDS Ø= 0,72mm), 2(material: Kanthal DSD Ø= 0,51mm) e 1(material: KDS Ø= 0,32mm) e anotados nas tabelas 2, 3, e 4 respectivamente. No passo 2ª etapa foi preenchia a tabela 5 para medir a resistência elétrica em função da área. Na 3ª etapa posicionamos a ponta de prova negativa do multímetro na posição E4 e posicionamos a ponta de prova positiva na Fonte de tensão. Ligamos a ponta de prova do interruptor no borne A4. Em seguida ligamos a fonte juntamente com o interruptor e ajustamos o multímetro para medição de corrente elétrica na escala indicada “20”. Ajustando a fonte para 0,55V, 1,05V, 1,55V, 2,05V e 2,55 e anotamos os valores indicados no multímetro que vai variar de acordo com a configuração da fonte, preenchendo as tabelas 6(resistor 4), 7(resistor 3), 8(resistor 2) e 9(resistor 1). 3 3.RESULTADOS E DISCUSSÃO Para cumprir a 1ª etapa, que era medir a resistência de um resistor em função do comprimento, foram geradas as tabelas 1(material: Níquel –cromo Ø= 0,51mm), 2(material: KDS Ø= 0,72mm), 3(material: Kanthal DSD Ø= 0,51mm), 4(material: KDS Ø= 0,32mm) e seus respectivos gráficos “Resistência elétrica x Comprimento do resistor”. Na tabela 1: NÍQUEL - CROMO Ø = 0,51mm Resistor 4 L (m) R (Ω) R/L (Ω/m) AB 0,25 1,3 5,20 AC 0,50 2,5 5,00 AD 0,75 3,8 5,07 AE 1,00 5,1 5,10 Figura 01–Gráfico Resistência elétrica x Comprimento do resistor 4 Fonte: Dados Tabela 1. Tabela 2: KDS Ø = 0,72mm Resistor 3 L (m) R (Ω) R/L (Ω/m) AB 0,25 0,9 3,60 AC 0,50 1,7 3,40 AD 0,75 2,6 3,47 AE 1,00 3,5 3,50 4 Figura 02–Gráfico Resistência elétrica x Comprimento do resistor 3 Fonte: Dados Tabela 2. Tabela 3: KANHAL DSD Ø = 0,51mm Resistor 2 L (m) R (Ω) R/L (Ω/m) AB 0,25 1,7 6,80 AC 0,50 3,4 6,80 AD 0,75 5,0 6,67 AE 1,00 6,8 6,80 Figura 03–Gráfico Resistência elétrica x Comprimento do resistor 2 5 Fonte: Dados Tabela 3. Tabela 4: KDS Ø = 0,32mm Resistor 1 L (m) R (Ω) R/L (Ω/m) AB 0,25 4,5 18,00 AC 0,50 8,9 17,80 AD 0,75 13,4 17,87 AE 1,00 17,9 17,90 Figura 04–Gráfico Resistência elétrica x Comprimento do resistor 1. Fonte: Dados Tabela 4. 6 De acordo com os gráficos Resistência elétrica x Comprimento do resistor, podemos perceber que quanto maior o comprimento, maior será a resistência. A relação entre o comprimento e a resistência será diretamente proporcional. Na 2ª etapa, medimos a resistência elétrica do resistor em função da área da seção transversal do resistor, utilizando a fórmula = , gerando a tabela 5. Para a elaboração do gráfico, utilizamos os resistores 3, 2 e 1. O resistor 5 apresentava problemas, e o resistor 4 tinha o mesmo diâmetro do resistor 2. Tabela 5: A (m²) R (Ω) R.A (Ω/m²) Resistor 4 Ø = 0,51mm 2,04x10-07 5,1 1,04 x10-06 Resistor 3 Ø = 0,72mm 4,07 x10-07 3,5 1,42 x10-06 Resistor 2 Ø = 0,51mm 2,04 x10-07 6,8 1,39 x10-06 Resistor 1 Ø = 0,32mm 8,04 x10-08 17,9 1,44 x10-06 Figura 05–Gráfico Resistência elétrica x Área da seção reta do resistor. Fonte: Dados Tabela 5. Com base neste gráfico, podemos perceber que a relação entre a resistência elétrica e a área da seção do resistor é inversamente proporcional, sendo que, esta relação não segue um 7 padrão linear. Analisando a tabela 5, percebemosque medida que a área seção transversal aumenta, a resistência diminui. Podemos entender que “A resistência de um condutor depende da geometria do mesmo (comprimento e espessura), pois, quanto maior a espessura do fio condutor, maior será a quantidade e elétrons que passa por unidade de tempo e menor será a resistência. Para calcular a resistividade de cada resistor, utilizamos a fórmula = : Resistor 1: = 17,9 , , = 1,44 x10 Ω. ² Resistor 2: = 6,8 , , = 1,39 x10 Ω. ² Resistor 3: = 3,5 , , = 1,42 x10 Ω. Resistor 4: = 6,8 , , = 1,04 x10 Ω. ². Qual dos resistores possui maior resistividade? Por quê? R: O Resistor 1 possui a maior resistividade, pois sua área de seção transversal e maior, então menor será sua resistência como condutor, uma vez que é mais fácil a passagem de cargas elétricas por uma área maior. Na 3ª etapa, medimos a corrente elétrica em função da tensão e da resistência elétrica, gerando as tabelas 6, 7, 8, 9 e seus respectivos gráficos. Tabela 6: RESISTOR 4 V (V) i (A) V/i (V/A) 0,55 0,10 5,5 1,05 0,20 5,3 1,55 0,30 5,2 2,05 0,40 5,13 2,55 0,50 5,1 8 Figura 06–Resistor 4. Fonte: Laboratório virtual. Figura 07–Gráfico Tensão elétrica x Corrente elétrica. Fonte: Dados Tabela 6. Tabela 7: RESISTOR 3 V (V) i (A) V/i (V/A) 0,55 0,15 3,7 9 1,05 0,29 3,6 1,55 0,44 3,5 2,05 0,59 3,5 2,55 0,73 3,5 Figura 08–Resistor 3. Fonte: Laboratório virtual. Figura 09–Gráfico Tensão elétrica x Corrente elétrica. Fonte: Dados Tabela 7. Tabela 8: RESISTOR 2 V (V) i (A) V/i (V/A) 0,55 0,07 7,9 10 1,05 0,15 7,0 1,55 0,22 7,0 2,05 0,30 6,8 2,55 0,37 6,9 Figura 10–Resistor 2. Fonte: Laboratório virtual. Figura 11–Gráfico Tensão elétrica x Corrente elétrica. Fonte: Dados Tabela 8. Tabela 9: RESISTOR 1 V (V) i (A) V/i (V/A) 0,55 0,03 18,3 1,05 0,06 17,5 11 1,55 0,09 17,2 2,05 0,11 18,6 2,55 0,14 18,2 Figura 12–Resistor 1. Fonte: Laboratório virtual. Figura 13–Gráfico Tensão elétrica x Corrente elétrica. Fonte: Dados Tabela 9. Com base nos gráficos, podemos perceber que a relação entre a tensão elétrica e a corrente elétrica são diretamente proporcionais, logo, quanto maior é a tensão, maior será a corrente elétrica. 12 Não foi possível realizar a medição de corrente elétrica no resistor 5 devido à falta de tensão no mesmo. Qual dos resistores apresentou maior valor para a corrente elétrica? Explique. R: Resistor 1 foi o que apresentou maior valor para corrente elétrica, pois quando a tensão elétrica (V) foi aumentada sua corrente elétrica chegou próximo aos 0,15, e como já vimos acima no relatório, quanto maior for sua área de seção transversal, menor será sua resistência como condutor, sendo assim o resistor 1 tem mais facilidade de passagem de cargas elétricas. 4. CONCLUSÃO Com o experimento realizado se pode afirmar que a lei de Ohm possui grande aplicabilidade quando se trata de circuitos elétricos compostos por resistores de comportamento ôhmico, por permitir grandeprevisão de resultados ao experimento e as aplicações cotidianas. Após os resultados discutidos, pode-se concluir que os objetivos foram alcançados, porém não totalmente de forma satisfatória. Conseguiu-se, também, determinar a resistividade dos resistores a partir de medidas de corrente em diversos comprimentos do fio. Quanto à relação da geometria do fio com a resistência elétrica, pode-se perceber que, quanto mais longo o fio, maior é a resistência, enquanto que áreas de secção transversal menores também aumentam a resistência. REFERÊNCIAS Informe os trabalhos utilizados como fonte para o relatório. Utilizar as normas da abnt. Sites: Portal UBM 13 Laboratório virtual : https://www.virtuaslab.net/ualabs/ualab/18/5f4be15d01797.html Livro: HALLIDAY,David;RESNICK,Robert;WALTE R,Jearl;-Fundamentosdefísica: Eletromagnetismo, 6ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2001. v.3.
Compartilhar