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Física Térmica Experimental - 2°/2022 1 
 A medição da temperatura de uma lâmpada com filamento de tungstênio 
 Átila Kenoly 1 , Julia Vieira Saliba Rebouças 2 , Tayanne Teixeira de Almeida 3 
 1 Licenciatura em Física, Campus Taguatinga, Instituto Federal de Brasília. 
 Resumo. O presente relatório tem por objetivo medir a temperatura de uma 
 lâmpada de tungstênio, utilizando um sensor de LDR com arduino. O sensor 
 LDR é um dispositivo que mede a intensidade luminosa a partir da variação da 
 sua tensão. Então, por meio da teoria de planck é possível estabelecer uma 
 relação entre a intensidade da luz irradiada com a temperatura de um corpo 
 aquecido. Entretanto, o objetivo não pode ser alcançado, pois o sensor LDR 
 tem melhor funcionamento em uma faixa de comprimento de onda diferente da 
 emitida pela radiação térmica, dessa forma, seriam necessárias manipulações 
 matemáticas complexas, as quais poderiam ser simplificadas usando sensores 
 diferentes e mais eficazes para esse tipo de aplicação. 
 Palavras chave: Sensor LDR, Irradiância, Temperatura, Arduino. 
 1. Introdução 
 A temperatura é uma das 7 
 grandezas fundamentais do SI(Sistema 
 Internacional de Unidades). Os físicos 
 geralmente costumam medi-la utilizando 
 diversos tipos de termômetros, como, por 
 exemplo, o termômetro infravermelho, 
 termômetro de mercúrio e o termômetro 
 digital. (YOUNG et al.,2015) 
 A proposta deste experimento é 
 elaborar um instrumento de medição para 
 aferir a temperatura de uma lâmpada com 
 filamento de tungstênio. Como a tecnologia 
 vem conquistando um espaço maior no 
 sistema educacional, será explorado esse 
 ambiente computacional com auxílio de 
 instrumentos tecnológicos, como o 
 computador, placa arduino e um 
 fotoresistor(LDR). 
 O sensor LDR é um componente 
 eletrônico, o qual altera sua resistência 
 conforme a incidência da luz sobre ele, ou 
 seja, a resistência elétrica diminui quando 
 sobre ele incide energia luminosa. 
 Dessa forma, serão coletados dados 
 relativos à resistência do LDR para situações 
 com diferentes intensidades de luz incidindo 
 sobre ele e após algumas manipulações 
 matemáticas é possível relacionar os dados 
 obtidos com a irradiação de um corpo com a 
 eq. 1. 
 (1) 𝐼 =
λ
 1 
λ
 2 
∫ 𝐹 (λ) 𝑓 (λ)ε(λ) 𝑑 λ
 A função descreve a resposta do 𝑓 (λ)
 detector em função do comprimento de onda 
 e a emissividade do tungstênio, é a lei 𝐹 (λ)
 de Planck e é a emissividade do ε(λ)
 Tungstênio. 
 Logo será possível obter a medição 
 do valor da temperatura em função da 
 irradiância como mostrado na eq. 2. 
 (2) 𝑇 ( 𝐼 ) = α · 𝐼 β
 Física Térmica Experimental - 2°/2022 2 
 2. Procedimento Experimental 
 Para a realização do experimento foi 
 utilizado os seguintes materiais: 
 ● Placa Arduíno uno; 
 ● Sensor LDR; 
 ● Fonte de tensão variável; 
 ● Lâmpada com filamento de 
 tungstênio; 
 ● Cabos, uma protoboard para 
 Arduíno e um resistor de 1k 
 ohms; 
 ● Uma caixa pintada de preto; 
 ● Computador. 
 Primeiramente a temperatura da 
 lâmpada foi estimada indiretamente, para 
 isso a lâmpada foi ligada na fonte de tensão, 
 então uma tensão de 1V a 12V foi aplicada 
 sobre ela, e a corrente fornecida foi anotada 
 gerando o gráfico da fig.4 . Então, por meio 
 de uma manipulação algébrica, descrita nos 
 resultados e discussões, foi estimada a 
 temperatura da lâmpada. 
 Para medir a temperatura da 
 lâmpada com o sensor LDR foram realizados 
 os seguintes procedimentos: 
 Foram soldados um fio em cada pólo 
 da lâmpada para facilitar o manuseio, os 
 quais em seguida foram conectados na fonte 
 de tensão variável fig. 1, a. Então, a lâmpada 
 foi posicionada em frente ao sensor LDR 
 encaixado no centro da caixa preto, o 
 recipiente escuro foi usado para que as 
 luzes do ambiente não interferissem no 
 aparato experimental fig. 1, b . 
 A parte de trás da caixa utilizada para isolar 
 o LDR presente na fig. 2, é onde o sensor 
 está posicionado com a parte que faz a 
 leitura dentro da caixa de frente para a 
 lâmpada, assim, conectado na protoboard, 
 que tem um pequeno circuito elétrico 
 esquematizado pela figura 3, este pequeno 
 circuito com um resistor de 1K Ω, se faz 
 necessário, pois o sensor LDR possui uma 
 resistência muito alta, a variação atinge 
 valores muito altos, dessa forma para que 
 encontrar valores mais concretos é 
 necessário compensar a resistência, nos 
 valores de entrada do Arduino. 
 Figura 1 - ( a) Conexão da lâmpada com 
 a fonte de tensão variável. (b) Lâmpada 
 posicionada na frente da caixa com o sensor. 
 (a) 
 (b) 
 Fonte: Elaborada pelos autores. 
 A parte de trás da caixa utilizada para 
 isolar o LDR presente na fig. 2, é onde o 
 sensor está posicionado com a parte que faz 
 a leitura dentro da caixa de frente para a 
 lâmpada, assim, conectado na protoboard, 
 que tem um pequeno circuito elétrico 
 esquematizado pela figura 3, este pequeno 
 circuito com um resistor de 1K Ω, se faz 
 necessário, pois o sensor LDR possui uma 
 resistência muito alta, a variação atinge 
 valores muito altos, dessa forma para que 
 encontrar valores mais concretos é 
 necessário compensar a resistência, nos 
 valores de entrada do Arduino. 
 Para a realização das medições, o 
 Arduino, foi conectado no computador, 
 através da função plotter serial foram 
 aferidos os dados fornecidos pelo LDR, ao 
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 variar a tensão na lâmpada de 1 a 12 volts. 
 Os dados coletados foram colocados. 
 Figura 2 - Parte de trás do sensor LDR. 
 Fonte: Elaborada pelos autores. 
 Figura 3 - Esquema demonstrativo do 
 circuito montado com a placa arduíno. 
 Fonte: Elaborada pelos autores. 
 O código utilizado pelo Arduíno, para 
 assim realizar a leitura: 
 3. Resultados e Discussão 
 Primeiramente foi necessário estimar 
 a temperatura por meio de uma medição 
 indireta, para dessa forma calibrar o sensor 
 LDR. Isso é possível através da eq. 3. 
 (3) 𝑇 = 𝑇 
 0 
 𝑅 ( 1/1 , 20 )
 𝑅 
 0 
 Então, para calcular a resistência da 
 lâmpada, foi variada a tensão fornecida à 
 lâmpada é medida a corrente, e assim foi 
 possível construir o gráfico da fig.3. E 
 usando a lei de ohm, eq 4. foi calculada a 
 resistência. 
 (4) 𝑅 = 𝑉 𝑖 
 Figura 3: Gráfico da corrente(A) em função da 
 tensão(V). 
 Fonte: Elaborado pelos autores. 
 Realizando o ajuste polinomial do 
 gráfico, foi obtido a eq. 5. Por meio dela, é 
 possível estimar a resistência da lâmpada na 
 temperatura ambiente. É importante seguir 
 esse método, pois como pode ser observado 
 no gráfico, a resistência varia conforme a 
 tensão aplicada aumenta, devido à variação 
 da temperatura do filamento. 
 (5) 𝑓 ( 𝑥 ) = 4 , 16 + 1 , 49 𝑥 − 3 , 63 𝑥 2 
 Dessa forma, a resistência inicial 
 estimada foi de 1,9 Ω, e a temperatura 
 ambiente de 25°C. Então, a temperatura 
 calculada para cada foi registrada na tab.1. 
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 Tabela 1: Temperatura calculada para cada 
 tensão. 
 Tensão 
 (V) 
 Resistência 
 (Ω) 
 Temperatura 
 (K) 
 1 1,83 259,83 
 2 2,84 374,15 
 3 3,57 452,85 
 4 4,15 513,65 
 5 4,64 564,04 
 6 5,08 607,61 
 7 5,46 645,69 
 8 5,84 683,26 
 9 6,18 715,59 
 10 6,49 746,01 
 11 6,79774,70 
 12 7,08 801,33 
 Fonte: Elaborado pelos autores. 
 Após finalizar essa primeira parte do 
 experimento e ter obtido valores para a 
 resistência da lâmpada, foi realizada uma 
 aquisição de dados com o auxílio do sensor 
 LDR. A expectativa era de que a partir dos 
 dados de resistência do fotoresistor fosse 
 possível relacionar com a radiação emitida 
 pela lâmpada como mostrado na equação 1 
 e consequentemente aferir a temperatura da 
 lâmpada em função da irradiância utilizando 
 a relação presente na equação 2. 
 Entretanto, isso não foi possível, um 
 dos pontos que pode ter sido prejudicial para 
 a análise de dados deste experimento é a 
 questão do sensor LDR ter uma resposta 
 melhor em uma faixa de comprimento de 
 onda diferente da emitida pela radiação 
 térmica, conforme mostrado na figura 4. 
 Figura 4: Resposta espectral do LDR em função 
 do comprimento de onda. 
 Além disso, para utilizar as equações 
 propostas no artigo de referência, era 
 necessário encontrar valores para algumas 
 constantes como, por exemplo, as 
 constantes presentes na eq.2, as quais α 𝑒 β
 relacionam a temperatura com a irradiância, 
 porém não se teve êxito para resolver esse 
 problema matemático. 
 Conclusão 
 O objetivo de medir a temperatura da 
 lâmpada de tungstênio com o sensor LDR, 
 não foi possível de ser alcançado, uma vez 
 que o funcionamento do sensor tem menor 
 eficácia em comprimentos de onda relativos 
 à temperatura da lâmpada. Dessa forma 
 seriam necessários cálculos complexos para 
 a estimativa de constantes, as quais tinham 
 grande importância na relação entre a 
 irradiância da lâmpada e sua temperatura. 
 Dessa forma foi concluído que 
 existem métodos mais eficazes e menos 
 trabalhosos de medir essa temperatura, uma 
 vez que o sensor LDR não se mostrou o 
 ideal para esse experimento. 
 Referências 
 [1] YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger A. 
 Física 2: Termodinâmica e ondas . 14. ed. 
 São Paulo: Pearson Education do Brasil 
 Ltda, 2016. 554 p. 
 Física Térmica Experimental - 2°/2022 5 
 [2]RESNICK, R.; HALLIDAY, D.; WALKER,J. 
 Fundamentos de física: Gravitação, Ondas e 
 Termodinâmica.10. ed. Rio de Janeiro: 
 LTC,2016. Vol 3. 
 [3] SILVA, José Wagner Cavalcanti; 
 AZEVEDO, Karolayne Santos; OLIVEIRA, 
 Glaydson Francisco Barros de. Medida da 
 temperatura de lâmpadas incandescentes 
 usando LDR e a placa arduíno. Física na 
 Escola, v. 16, n. 2, 2018.