aula 02 - lei de ohm

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Laboratório de Ciências 
2a Aula 
 
 
 
 
 
 LEI DE OHM, CONSTRUÇÃO DE GRÁFICOS. 
 
 
 
 
 
MATERIAL A SER UTILIZADO: 
 
– 1 miliamperímetro ou multímetro digital; 
– 1 resistor comercial de valor a ser determinado; 
– 1 LED; 
– 1 fonte de tensão; 
– Cabos; 
– placa para montagem de circuito; 
 
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1. Objetivo: Estudar a lei de Ohm. Descobrir o valor da resistência de um resistor 
através da construção de gráficos e comparar o valor obtido com uma única medida. 
 
2. Introdução: 
 Uma das melhores maneiras de representar dados experimentais é a construção 
de gráficos. Com eles, podemos ter uma visão geral do comportamento de uma 
grandeza física em função de outra. Na aula de hoje, utilizaremos gráficos para estudar a 
relação entre corrente e tensão elétrica em circuitos simples. 
 Na aula anterior pudemos observar fenômenos causados pela passagem de 
corrente em um circuito resistivo. Verificamos que, a corrente do circuito depende, entre 
outras coisas, da resistência imposta pelos elementos do circuito à passagem de 
corrente. Na aula de hoje vamos utilizar um circuito simples (figura 1) para estudar o 
comportamento da corrente de um circuito quando variamos o valor da tensão elétrica 
fornecida pela fonte de tensão. Nesta figura, utilizamos uma representação simbólica 
que é usual na eletrônica, que é explicada na tabela 1. 
 
 
 
Tabela 1: 
Figura 1: 
 3 
2.1 Lei de Ohm 
 O valor da corrente elétrica que passa através de um determinado elemento do 
circuito (por exemplo, através do resistor R, figura 1), pode ser descrito através da 
seguinte equação: 
𝑈 = 𝑅𝑖 
ou 
 𝑖 =
1
𝑅
𝑈 (1) 
 
onde U é o valor da tensão elétrica, R é um valor que caracteriza a resistência do 
elemento do circuito e i é a corrente elétrica. No caso dos resistores comerciais 
utilizados em sala de aula até agora, o valor de R é constante, ou seja, não muda quando 
mudamos U ou i. Elementos que possuem esse tipo de comportamento são chamados de 
elementos ôhmicos. Existem elementos em que sua resistência muda conforme o valor 
da tensão elétrica em seus terminais. Esses elementos são chamados de não-ôhmicos. 
 
2.3 Relações lineares entre grandezas 
 
 São aquelas nas quais as 
grandezas envolvidas estão relacionadas 
por uma dependência do tipo: 
 𝑦 = 𝑎𝑥 + 𝑏 (2) 
onde a é o coeficiente angular e b é o 
coeficiente linear. O coeficiente angular 
corresponde à inclinação da reta, ou 
seja, 
 𝑎 =
𝛥𝑦
𝛥𝑥
, 
enquanto que o coeficiente linear b é 
obtido pela interseção da reta com o eixo y, como indica a Fig.2. 
 Este é o caso do circuito da figura 1, quando R é constante, ou seja, quando o 
componente R é Ôhmico. Comparando-se as equações (1) e (2), podemos associar i → 
y e U → x. Assim, o gráfico da corrente em função da tensão será uma reta, com 
coeficiente angular a = 1/R e coeficiente linear b = 0. 
 
 
 
 
Figura 2: 
0 2 4 6
0
2
4
6
8
10
12
Grandeza x (Unidade)
G
ra
n
d
ez
a 
y 
(U
n
id
ad
e)
Grandeza y em função de X
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2.3 Regras básicas para construção de gráficos 
 
1) Colocar um título, especificando o fenômeno físico em estudo, que relaciona as 
grandezas medidas. 
2) Escrever nos eixos coordenados as grandezas representadas, com suas respectivas 
unidades. No eixo horizontal (abscissa) é lançada a variável independente, isto é, 
a variável cujos valores são escolhidos pelo experimentador. No eixo vertical 
(ordenada) é lançada a variável dependente, ou seja, aquela obtida em função da 
primeira. Outra maneira de escolher os eixos é olhando a equação que descreverá 
o fenômeno. Para y = f(x), colocamos os valores de y na vertical e de x na 
horizontal. 
3) A escala deve ser escolhida de tal forma que facilite tanto a construção quanto a 
leitura dos gráficos. A escala pode ser imaginada como uma fração tipo m:n, onde 
m é um número de divisões da escala, e n é o número correspondente de unidades 
de medida. Por exemplo, uma escala 1:2 pode representar um gráfico onde para 
cada 1 cm temos 2 Volts. ESCALAS ONDE A FRAÇÃO CORRESPONDENTE 
DÁ UMA DÍZIMA PERIÓDICA NÃO SERÃO ACEITOS (ex. 1/3, 1/6 etc). A 
representação dos números na escala deve ter o mesmo número de algarismos 
significativos das medidas. 
4) A escala adotada em um eixo não necessita ser igual a do outro. 
5) Escolher escalas tais que a precisão dos pontos sobre o gráfico seja 
aproximadamente igual à precisão dos pontos que representam os dados 
experimentais. Se por exemplo o gráfico é feito muito mais precisamente do que o 
justificado pela precisão dos dados, os pontos serão indevidamente espalhados e 
torna-se difícil opinar sobre a forma da curva. 
6) Nunca se deve assinalar os dados correspondentes aos pontos experimentais, 
sobre os eixos coordenados. 
7) Quando todos os pontos experimentais já estiverem marcados no gráfico, resta 
traçar a curva. Esta não precisa passar sobre todos os pontos. De fato, é possível 
que a curva não passe por nenhum ponto do gráfico. Sendo assim, não é 
necessário que a curva tenha início no primeiro e termine no último ponto 
experimental. A figura 3 é um exemplo de uma boa construção de um gráfico. 
 5 
 
 
4. Procedimento 
4.1. Elemento ôhmico 
1. Monte o circuito da figura 4 (com R desconhecido que está na bancada) e 
utilizando o miliamperímetro analógico ou o multímetro digital como medidor de 
corrente. 
2. Acerte os dois botões de ajuste de tensão da 
fonte regulada para fornecer inicialmente 0V. 
3. Prepare em seu caderno uma tabela com três 
colunas e pelo menos 10 linhas para anotar valores 
medidos de tensão, corrente e resistência (veja a 
tabela 2 para ter um exemplo). 
4. Aumente a tensão de 0.5 em 0.5 V, anotando 
na tabela o valor da tensão indicado no visor da 
fonte (mostrado em volts) e o valor da corrente correspondente, até o valor de 5V. 
5. Calcule o valor de R para os valores medidos. 
6. Faça um gráfico em papel milimetrado da corrente medida em função da tensão 
mostrada no visor da fonte. 
 
Figura 3: Exemplo de um bom gráfico, mostrando o movimento de uma 
partícula em função do tempo. 
 
Figura 4: 
 6 
7. Trace uma reta que melhor se ajuste aos pontos experimentais. Observe que a 
reta não precisa necessariamente passar por todos os pontos. 
8. Calcule os coeficientes angular e linear da reta. Qual a interpretação física desses 
coeficientes? 
9. Compare o valor do inverso do coeficiente angular calculado com os valores da 
resistência calculado no item 5 e com o valor nominal da resistência utilizada, que será 
dito pelo professor. 
 
Tensão 
(V) 
Corrente 
(mA) 
Resistência 
() 
 
 
 
 
Tabela 2: 
4.2. Elemento não-ôhmico 
1. Coloque um LED em série ao resistor R, conforme a figura 5; 
2. Para este caso, varie a tensão da fonte em intervalos de 0.3 V até que a fonte 
forneça 3 V e em intervalos de 0.5 V a partir de 3 V, até atingir 5 V, sempre medindo o 
valor da corrente com o miliamperímetro. Anote os valores em uma tabela. 
3. Faça um gráfico da tensão em função da corrente medida pela fonte junto com o 
gráfico construído na primeira parte da aula. Para isso, apenas adicione os novos pontos 
no gráfico construído na seção 4.1. Lembre-se de que o conjunto de pontos da seção 4.1 
você deve representar com um tipo de símbolo (por exemplo, cruzes) e o conjuntos de 
pontos desta seção com outros símbolos (círculos por exemplo); 
4. Qual a diferença entre o comportamento dos dois circuitos? O que causou a 
mudança entre eles? Por que o 
gráfico do circuito muda com o 
LED? 
5. O que acontece com a 
resistência do LED quando variamos 
a tensão? 
 
 
 
Figura 5: 
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2 – Anexo 1 
 Nesta aula, alguns grupos irão utilizar um multímetro no ligar do 
microamperímetro. Multímetros são equipamentos permitem medir resistência, tensão e 
corrente de circuitos. A figura 6 mostra o multímetro que iremos utilizarnesta aula. 
 Para utilizar o multímetro como amperímetro nesta aula, siga os seguintes 
passos: 
 Ligue um fio preto do multímetro no conector marcado com “COM” e um 
vermelho no conector marcado com “V/mA/”; 
 Ligue o multímetro na função AMPERíMETRO: mude a chave seletora do 
multímetro para a faixa PRETA marcada com o símbolo A), na escala de 20 mA 
(marcada na figura); 
Atenção: Para medida de corrente, o multímetro deve ser ligado sempre em SÉRIE ao 
circuito. Pergunte ao monitor ou ao tutor como se faz isso.