Eletronica Analogica - Atividade III - Laboratório - Fábio C Torrens

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LABORATÓRIO DE FÍSICA 
CAPACITORES 
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Fábio C. Torrens 
Bacharelado em Engenharia Elétrica 
ELETRONICA ANALÓGICA 
Atividade 3 
 
 
 
AVALIAÇÃO DOS 
RESULTADOS – CAMPO 
MAGNÉTICO 
 
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? 
Resposta: Devido ao Campo magnético da terra. A agulha da bussula 
possui propriedades imantadas, e assim sendo, ela se alinha com o 
campo magnético da terra apontando para o norte geográfico (NG). 
 
2. Descreva o comportamento da agulha nas diferentes posições. 
Posição 1: 
 
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Posição 2: 
 
 
Posição 3: 
 
 
Resposta: Todas as posições colocadas fazem com que a bussula aponte para 
o centro no meio do circuito devido a direção e fluxo do campo magnético 
gerado pelo circuito ligado. 
 
 
 
3. Descreva com base nos seus conhecimentos o comportamento da 
agulha quando a chave era desativada. 
Respota: Quando a chave é desativada a agulha volta apontar para o 
norte geográfico devido a ausência da influência do campo magnético 
gerado pelo circuito ligado. 
 
 
 
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4. Justifique o fenômeno ocorrido com a bússola quando se fechava o circuito. 
Resposta: A bussula sofre influência quando colocada próxima a um circuito 
energizado devido ao campo magnético gerado. 
 
 
 
AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 
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? 
O valor de tensão | 𝑉 𝑀𝑒𝑑= | é -5,95V. 
A tensão da bateria (Vf) = 12V 
A Resistência é de 90 KOhm. 
 
 
Para calcular a resistência interna do multímetro, utilize a equação abaixo: 
 
 
 
𝑅𝑉 = ( 
|V𝑀𝑒𝑑| | |
) 𝑅 
 
Onde: 
Vf = Tensão da fonte. 
V𝑓 − 2 V𝑀𝑒𝑑 
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MÁXIMA TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA 
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VMed = Tensão medida pelo multímetro. 
R = Valor das resistências iguais utilizadas. RV = 
Resistência interna do multímetro. 
 
 
2. Qual o valor da resistência interna do multímetro (RV)? 
Rv = (5,95/12-2(5,95)).90.000 
Rv = 5,35 MOhm 
 
 
3. Qual o valor da tensão apresentada pelo multímetro e o tempo que o capacitor leva 
para carregar totalmente? 
Resposta: O valor de tensão chega a 11,98V no tempo total de 14s 
 
4. Preencha a tabela 1 com os dados obtidos no carregamento do capacitor. 
 
V63% 7,56v 
Medições 
Medição 1 2 3 4 Média 
T63% (s) 8,87 8,80 8,97 8,75 8,84 
Tabela 1 – Dados do carregamento do capacitor 
 
 
 
 Preencha a tabela 2 com os dados obtidos no descarregamento do capacitor. 
 
 
 
 
V37% 4,44v 
Medições 
Medição 1 2 3 4 Média 
T37% (s) 5,55 5,60 5,63 5,55 5,58 
 
 
 
 
 
 
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MÁXIMA TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA 
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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 sua 
influência desprezível no cálculo da constante de tempo) encontre: 
τ = 90Kohm * 20 µF 
τ Teórico =1,8s 
Os valores encontrados nos passos 5 e 6 são os valores encontrados experimentalmente para 
a constante de tempo, anote esses valores abaixo: 
τ Experimental1 =8,85s 
τ Experimental2 =5,58s 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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MÁXIMA TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA 
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AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS – 
MAXIMA TRANSFERÊNCIA DE 
POTÊNCIA 
 
 
 
 
Medição 
Resistência do 
potenciômetro (Ω) 
Tensão do 
resistor R2 (V) 
Tensão no 
potenciômetro (V) 
1 8 1,31 1,05 
2 16 1,08 1,73 
3 24 0,92 2,22 
4 32 0,80 2,58 
5 40 0,70 2,85 
6 48 0,64 3,08 
7 56 0,58 3,25 
8 64 0,53 3,41 
9 72 0,48 3,53 
10 80 0,45 3,64 
11 88 0,43 3,73 
12 96 0,40 3,81 
Tabela 1 – Dados experimentais da tensão 
 
 
1. Preencha a tabela 1 de acordo com os dados experimentais obtidos durante a 
realização do ensaio. 
 
2. Qual o valor a tensão aplicada pela fonte? Qual o valor da resistência? 
 
 Resposta: Tensão aplicada é de 5v e a resistência de 20 Ohns
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MÁXIMA TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA 
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Para o cálculo da corrente utilize a equação abaixo. 
 
𝑉𝑓 = 𝑅𝑝 ∗ 𝑖 
 
Onde: 
 
Vf = Tensão da fonte 
 
RP = Resistência do potenciômetro 
i = Corrente elétrica do circuito 
Os valores de corrente elétrica encontrados serão baseados na resistência do 
potenciômetro, no entanto, por se tratar de um circuito em série, a corrente que passa 
pelo potenciômetro é igual a corrente que circula pelos demais resistores. 
3. Preencha a tabela 2 com a corrente que percorre o circuito em cada medição. 
 
 
 
Medição 
Resistência do 
potenciômetro 
(Ω) 
Corrente 
do circuito 
(A) 
 
Resistência 
R2 (Ω) 
 
Req = (Rp + R2) 
 
Eficiência 
(𝜂) 
Potência 
dissipada no 
circuito 
1 8 0,63 2,10 10,10 0,34 2,21 
2 16 0,31 3,46 19,46 0,49 1,77 
3 24 0,21 4,42 28,42 0,59 1,65 
4 32 0,16 5,12 37,12 0,65 1,58 
5 40 0,13 5,60 45,60 0,70 1,54 
6 48 0,10 6,14 54,14 0,73 1,51 
7 56 0,09 6,50 62,50 0,76 1,49 
8 64 0,08 6,78 70,78 0,78 1,47 
9 72 0,07 6,91 78,91 0,80 1,46 
10 80 0,06 7,20 87,20 0,81 1,44 
11 88 0,06 7,57 95,57 0,83 1,43 
12 96 0,05 7,68 103,68 0,84 1,42 
Tabela 2 – Dados experimentais do experimento 
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4. Com base nos valores obtidos de resistência dos resistores, determine a 
resistência equivalente (Req) para cada medição feita no circuito e anote na 
tabela 2. 
Para encontrar a potência dissipada do circuito, você utilizará as resistências 
apresentadas pelos resistores e potenciômetros, associando-as com os seus valores 
de tensão. 
Utilize a equação abaixo para encontrar a potência dissipada no circuito. 
 
 
𝑃𝑜𝑡𝐷𝑖𝑠𝑠𝑖𝑝𝑎𝑑𝑎 = 
𝑉𝑖² 
+ 
𝑅𝑖 
𝑉2² 
+ 
𝑅2 
𝑉𝑝² 
 
 
𝑅𝑝 
 
Onde: 
 
𝑉𝑖 = Tensão da resistência interna da fonte 
Ri = Resistência interna da fonte 
𝑉2 = Tensão no resistor R2 
 
R2 = Resistência do resistor R2 
 
𝑉𝑝 = Tensão no potenciômetro 
 
RP = Resistência do potenciômetro 
 
 
 
5. Anote os valores da potência dissipada na tabela 2.Encontre os valores para a eficiência da transferência de potência utilizando a equação 
abaixo. 
 
𝜂 = 
𝑅𝑒𝑞 
 
 
𝑅𝑒𝑞 + 𝑅1 
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Onde: 
 
𝜂 = Eficiência na transferência de potência 
Req = Resistência equivalente do circuito. 
𝑅1 = Resistência interna na fonte 
 
 
 
6. Anote os valores da eficiência na tabela 2. 
 
 
 
7. Construa o gráfico da potência dissipada em função da eficiência. Para que valor 
de eficiência foi observada a menor potência dissipada? Pode-se afirmar que 
esse ponto é o de maior transferência de potência? 
 
 
 
Resposta: O menor valor de potência dissipada é de 1,42W, correspondente a 
uma eficiência de 0,84. O mais alto valor de transferência de potência foi de 
2,21W com eficiência de 0,34. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
0,00 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80
P
o
tê
n
ci
a 
D
is
si
p
ad
a
Eficiência (N)
Potência Dissipada x Eficiência
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8. Analisando a resistência interna e externa. Quando transferência de potência 
apresentará seu valor máximo? Justifique. 
Resposta: O valor máximo de potência acontece com o maior valor de tensão, 
sendo diretamente proporcional. O valor de resisência é inversamente 
proporcional, então quanto menor a resistência maior a transferência de 
potência. 
 
 
9. Como o resistor R1 atua no circuito? Se não fosse colocado este resistor no 
circuito o valor encontrado para máxima transferência de potência seria o 
mesmo? Justifique 
Resposta: O resistor R1 tem a função de simular a resistência interna da fonte. 
Sem ele o valor de transferência não seria o mesmo, seria maior devido a 
ausência da resistência. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS - 
RESISTIVIDADE 
 
1. Qual o valor da temperatura inicial do sistema? Qual a resistência inicial do 
sistema medida pelo multímetro? 
 
 
Medida Temperatura (°C) Resistência (mΩ) 
1 23 640 
2 25 645,6 
3 27 651,2 
4 29 656,4 
5 31 662,0 
6 33 667,6 
7 35 673,0 
8 37 678,2 
9 39 684,0 
10 41 689,6 
11 43 695,2 
12 45 700,6 
13 47 706,3 
14 49 711,6 
15 51 717,1 
16 53 722,8 
17 55 728,4 
18 57 733,6 
19 59 739,2 
20 61 744,6 
Tabela 1 – Dados experimentais 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2. Com base no gráfico construído, qual o comportamento apresentado pela 
resistividade do material quando este é submetido a uma variação de temperatura? 
 
 
Resposta: Nota-se pelos valores apresentados e a confirmação da analise gráfica que o material 
utilizado oferece maior resistência elétrica de forma linear conforme o aumento da 
temperatura. 
 
 
3. Na sua opinião o material sofreria variação em sua resistividade se ao invés de 
aquecido fosse resfriado? Explique. 
Resposta: Sim, o material poderia sofrer retração e redução de sua resistência. 
 
 
 
4. Calcule o coeficiente de temperatura da resistividade do material utilizado no 
experimento. 
Resposta: Coeficiente de temperatura da resistividade do material é igual a: 
 2,7539 °C/m Ohm. 
 
 
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