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Lei de Ohm e Associação de resistores Insira o número do seu trabalho aqui 2 ‘ RESUMO: Nesse experimento iremos calcular o valor de um resistor em ohms, contando juntamente com a tolerância. Além disso, iremos utilizar uma placa protoboard e uma fonte, com cabos conectando ao multímetro para que seja calculado os valores das correntes de acordo com as tensões pré-definidas. Depois de calcular o valor do resistor, iremos conectar ele a placa e a fonte para calcular a voltagem e a corrente em amperes com uma variação de 0,5 em 0,5 até 6 volts. Após iremos repetir o procedimento com a lâmpada conectada nos cabos ao invés do resistor. Calculando a resistência individual de cada resistor através da tabela de código de cores e do multímetro, calcularemos também com a ajuda da placa protoboard os valores dos resistores em série, paralelamente e em associação mista. Termos de indexação: Resistor, protoboard, multímetro INTRODUÇÃO Transformações energéticas acontecem o tempo todo, seja para no nosso metabolismo ou em situações como geração de energia elétrica, como uma hidrelétrica transformando a energia cinética em energia elétrica. O objetivo principal do experimento, é, por meio do estudo da lei de ohm que diz que há uma relação entre a tensão elétrica (U), dada em volts (V), no terminal de um resistor (R), dado em ohm (Ω), e a intensidade de corrente elétrica (I), dada em ampère (A).: Através desta relação iremos calcular o valor das correntes dos resistores que utilizamos neste experimento, utilizamos os resistores fornecidos pelo professor, Estas cores presentes nos resistores representam o valor em ohm e a tolerância em porcentagem como mostra a tabela abaixo: MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi realizado no laboratório de física, os materiais utilizados foram: · Cabos de conexão, · Ponto de prova vermelho e preto, · Dois multímetros, · Três resistores, · Uma placa protoboard. Na placa de protoboard que será montada os circuitos para realizar o experimento junto a uma fonte. Para calcular o valor multímetro do resistor, usamos um multímetro e dois cabos, um vermelho, um preto. Os métodos utilizados na obtenção dos cálculos foram as leis de ohm (U =R.i) e as teorias de resistores (em série, em paralelo e mista). RESULTADOS E DISCUSSÃO Para o experimento em questão foi-se inicialmente escolhido um resistor de cinco faixas, o seu valor nominal então foi lido de acordo com a tabela de cores, já apresentada anteriormente. Após então o valor foi lido com auxílio de um multímetro. Obtemos durante esta parte do experimento um erro percentual de 1,33 ohms, isso devido ao experimento ser realizado em condições reais sujeitas a imprecisões. Em seguida montamos um circuito mostrado abaixo, e então encontramos as correntes estabelecidas para as tensões dadas. Figura 1 – circuito a ser montado A partir desta o valor da resistência foi novamente encontrado, agora utilizando a lei de ohm, a qual relaciona a proporcionalidade entre tensão e corrente como mostrado abaixo na equação 1 a seguir: I=1RU Analisando a equação podemos concluir que a relação entre a tensão e a corrente é linear, sendo a tensão a variável independente, a corrente a variável dependente e o coeficiente angular correspondendo a 1/R. Assim, foram-se coletados doze pontos de corrente e tensão, utilizando para isso voltímetro e amperímetro digitais, a incerteza instrumental dos valores de tensão foi considerada como 0,5% e da corrente 1%, a incerteza estatística foi desconsiderada. A tabela 2 apresenta os resultados dos dados coletados. A partir da equação 1 foi-se possível obter o valor da resistência a partir da sua já mencionada relação com o coeficiente angular como demonstrando abaixo na equação 2: R=1B Logo, substituindo o valor do coeficiente angular na equação, obteve-se o seguinte valor para a resistência: R= 195,14 Q. Um resistor é dito ôhmico quando a sua resistência não depende do valor absoluto nem da polaridade da diferença de potencial aplicada, e Não Ôhmico se o valor da resistência depender da tensão aplicada. A análise do gráfico na figura 2 evidencia o comportamento linear do resistor ao se relacionar tensão e corrente o que se adequa ao proposto pela equação de ohm, permitindo concluir que o resistor em questão possui comportamento ôhmico como era esperado. Após esta parte do experimento, utilizaremos agora uma lâmpada elétrica invés de um resistor montado. A partir da equação 1 foi-se possível obter o valor da resistência a partir da sua já mencionada relação com o coeficiente angular como demonstrando abaixo na equação 2: R=1B Logo, substituindo o valor do coeficiente angular na equação, obteve-se o seguinte valor para a resistência: R= 63,75 Q. PARTE 2: Associação de resistores. a) Associação em série Para obter o valor da resistência equivalente da associação dos resistores em série utilizamos a equação 2, assim obtemos: Req = (180 ‡ 9) + (180 ‡ 9) + (120 ‡ 6) Req = (480 ‡ 24) R2. Utilizando o medidor de corrente obtemos que a corrente que passa em cada resistor é igual, e a tensão total é a soma das tensões em cada, assim Para obter o valor da resistência equivalente da associação dos resistores em série utilizamos a equação 2, assim obtemos: Req = (180 ‡ 9) + (180 ‡ 9) + (120 ‡ 6) Req = (480 ‡ 24) Q. Utilizando o medidor de corrente obtemos que a corrente que passa em cada resistor é igual, e a tensão total é a soma das tensões em cada, assim podemos calcular a corrente, tensão e o resistor pela Lei de Ohm (equação 1). b) Associação em paralelo Na associação em paralelo, a corrente total é a soma das correntes que passa em cada resistor, e a tensão é igual para todos os resistores. Já a resistência equivalente é obtida pela equação 3, assim temos: 1/REq=1/R1+1/R2+1/R3 Req = (51,42 ‡ 2) Q. c) Associação mista Para encontrarmos a resistência equivalente em uma associação mista, primeiramente calculamos a resistência equivalente na parte que se encontra resistores em paralelo, no caso do experimento, R1 e R2 estão em paralelo e logo após basta calcular com o R3 como se fosse uma associação em série, assim obtemos: 1Reg'=1R1+1R2 Req = (51,42 ‡ 2) 2 c) Associação mista Para encontrarmos a resistência equivalente em uma associação mista, primeiramente calculamos a resistência equivalente na parte que se encontra resistores em paralelo, no caso do experimento, R1 e R2 estão em paralelo e logo após basta calcular com o R3 como se fosse uma associação em série, assim obtemos: 1Req'=1R1+1R2 Req'= (90+4)22 Req= Req'+R3 Req= (210‡10)92. CONCLUSÕES Através das contas realizadas e procedimentos podemos observar como os resistores funcionam na prática e de que maneiras os manusear. Também observamos as diferenças entre resistência em paralelo e em serie e concluímos também o comportamento da lâmpada ser linear em relação a voltagem e corrente em seus terminais. REFERÊNCIAS · HALLIDAY, D. Fundamentos de física: gravitação, ondas e termodinâmica. Volume 2 (8a. ed.). [s.l.] Grupo Gen - LTC, 2000. · MELO, Pâmella Raphaella. "Amperímetro"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/amperimetro.htm. Acesso em 14 de outubro de 2022. Figura 1 – Número de resumos apresentados em cada Comissão da SBCS nas últimas três edições do Congresso Brasileiro de Ciência do Solo (hipotético).
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