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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE – UFCG CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA – CCT UNIDADE ACADEMICA DE FÍSICA - UAF LABORATORIO EXPERIMENTAL II PROF: LAÉRCIO DUARTE DA SILVA ALUNOS: IONAILTON DE ARAUJO SILVA JOSÉ VIEIRA NETO GABRIEL DE SOUZA DOS PASSOS MATRICULA: 119111533 121111434 12011111 RELATÓRIO: ELEMENTOS RESISTIVOS LINEARES E NÃO LINEARES 12 de fevereiro de 2022 INTRODUCÃO Elementos Resistivos Lineares Podemos Chamar de elementos resistivos linear aquele em que a razão entre a D.D.P. (Diferencial de Potencial Elétrico) aplicada V e a intensidade I da corrente que o atravessa é uma constante, isto é: V/I = R = constante (para qualquer que sejam V e I) Em relação a essa proporcionalidade, conhecemos como lei de OHM e seu comportamento característico é uma reta, V x I, como na figura abaixo; (a) Gráfico de Comportamento de Elemento resistivo linear Elementos Resistivos Não-Lineares Em Certos materiais, a relação entre a D.D.P. aplicada V (tensão) e a I (corrente) que o atravessa não é uma constante. Estes materiais, portanto, não obedecem à Lei de Ohm. Isto significa que a curva V x I não é uma reta para tais materiais e podemos definir como uma “resistência aparente”, a saber, a relação: R(ap) = V/I Esta relação, observando no gráfico, varia de ponto para ponto na curva característica, ou seja, a resistência depende das condições a que esteja submetido o elemento, como tensão, temperatura, intensidade luminosa. (b) Gráfico de Comportamento de Elemento resistivo Não-Linear Como determinar se um elemento obedece à lei de ohm? Para isto, devemos levantar a curva característica do material, ou seja, submetê-lo a diversas Diferenças de Potencial (D.D.P.) e medir a corrente que o atravessa, e em seguida traçar o gráfico V x I. Para isso, deveremos medir a tensão e a corrente que atravessa o circuito em que o elemento está inserido. Mas como proceder em tal situação? Vejamos a seguir: (a) Montagem a montante, ou seja, voltímetro antes do amperímetro. (b) Montante a jusante, voltímetro após o amperímetro. Na primeira alternativa, (a), a corrente que atravessa o elemento I(R) é a mesma que atravessa o amperímetro I(a); I(R) = I(a). Porém a D.D.P., medida pelo voltímetro V(v) é a queda de potencial através do resistor v(R) mais a queda de potencial V(a) devida à resistência interna do amperímetro R(a), que nunca é rigorosamente igual a zero, isto é: V(v) = V(R) + V(a) V(v) = R.I(a) + R(a). I(a) leitura do voltímetro e a D.D.P., a que está submetido o elemento, e esta discrepância será tanto maior quanto maior for o valor da resistência interna do amperímetro, em relação ao valor da resistência R. (R(a)>>R). Na segunda alternativa, (b), a D.D.P., a que está submetido o resistor V(R) é aquela medida pelo voltímetro V(v): V(v) = V(R). Porém a corrente medida pelo amperímetro I(a) será a soma das correntes que atravessam o voltímetro I(v) e o elemento, I(R): I(a) = I(v) + I(R). Portanto a resistência do elemento (R) (r(v)>>R), haverá uma discrepância sensível entre a leitura do amperímetro e a corrente que passa pelo elemento: I(a) = I(v) + I(R). Vemos então que a primeira alternativa, chamada montagem a montante (voltímetro antes do amperímetro) dá resultados mais precisos quando a resistência a medir é muito maior que a resistência interna do amperímetro; e a segunda, chamada montagem a jusante (voltímetro depois do amperímetro) é indicada para os casos em que a resistência interna do voltímetro seja muito maior que a resistência a medir. Estas duas condições não se excluem. Nos casos em que ambas sejam satisfeitas, os dois métodos darão resultados satisfatórios. Diodo O diodo é um dispositivo que possui propriedades de um retificador. O que caracteriza um retificador é que ele deixa passar facilmente a corrente num sentido, e quase não a deixa passar no sentido oposto. No primeiro caso, dizemos que o diodo está “diretamente polarizado”, e no segundo, que está “inversamente polarizado”. Em outras palavras, podemos considerar o diodo como um dispositivo que apresenta resistência de polarização direta R(d) quase nula, e resistência de polarização inversa R(i) altíssima. Além disso, a resistência de polarização direta do diodo não é constante, variando com a D.D.P., a que ele é submetido. Ou seja, o gráfico V x I para um diodo não é uma linha reta, mas sim uma de inclinação variável, como o gráfico a seguir: Diodo Como Retificador Quando só dispomos de uma fonte de tensão alternada, pode ocorrer que desejamos retificar a corrente, o que é possível fazer com auxílio de diodos. Lembramos que uma corrente contínua é uma corrente cujo sentido e intensidade se mantém constantes com o tempo. O gráfico I x V de uma corrente contínua é, pois, uma reta paralela ao eixo V, como no gráfico a seguir: L0 = Tensão Constante Exemplificação gráfica de comportamento de uma tensão alternada e seus períodos. Quando colocamos um diodo em um circuito de corrente alternada, a corrente só passará durante a metade do período. Durante a outra metade a corrente não poderá passar, porque, havendo invertido o sentido, ela encontrará o diodo inversamente polarizado. No caso da corrente senoidal, a função será, portanto, durante a primeira metade do período, a mesma da anterior, enquanto durante a segunda metade será nula. Podemos observar na figura abaixo: Uma “retificação de onda completa” pode ser obtida, por exemplo, associando 4 Diodos (chamado Ponte de diodos) da maneira indicada na imagem abaixo. Acompanhando o esquema, e lembrando que acorrente só atravessa um diodo se ela for tal que resulte polarização direta naquele instante, você poderá ver que a corrente sempre atravessará o resistor R no sentido de A para B. A representação gráfica que representa a corrente em um circuito com um retificador de onda completa será: Representação Gráfica de Retificação de Onda Completa (Ponte de diodos). Utilizando 4 Diodos Associados. OBJETIVOS Com este experimento objetiva-se, além de analisar o comportamento de elementos resistivos lineares num circuito, determinar a intensidade da resistência através da determinação de sua curva característica. E também analisar os dois métodos de medição apresentados e avaliar qual seria o mais adequado para uma determinada situação. MATERIAL NECESSÁRIO • Acessórios de conexão; • Cabos para ligação; • Fio homogêneo de 1,0 m; • Fonte de tensão regulável; • Microamperímetro (50 𝜇𝐴); • Multímetro Analógico Minipa ET – 30009 e Standard ST – 505; • Multímetro Digital Tektronix DM250; • Pilha; • Potenciômetro; • Prancheta modelo do laboratório; • Resistores. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 1. MONTAGEM À MONTANTE Foi utilizado o circuito abaixo para o procedimento experimental da montagem à montante. Anotamos na tabela abaixo, os valores de I e V para cada resistor fornecido. O potenciômetro P de 47 K estaria inicialmente na posição de resistência máxima. Tabela 1 - R1 = 560 I(mA) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 V(mV) 57,8 120,6 128,4 255,8 383,0 385,3 445,0 503,0 563,0 627,0 Tabela 2 - R2= 10 K I(mA) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 V(V) 0,934 1,932 2,899 4,070 5,110 6,140 7,130 8,070 9,010 10,020 Com os dados obtidos para a montagem a montante, plotou-se um gráfico I x V (anexo abaixo) e obtém-se a equação característica da reta, com o valor de seu coeficiente angular. Esse valor é o valor da resistência do resistor em questão. Para R=560: A equação para a reta mostrada no gráfico e y=360X + 0,0. Os dados experimentais mostram que a resistência medida é de 360 (coeficiente angular da reta), gerando um desvio percentual de 0%. Para R =10k: a equação para a reta mostrada no gráfico y=10000X -3e-15. Os dados experimentais mostram que a resistência medida é de 10000 (coeficiente angular da reta), gerando um desvio percentual de 0%. Tabela 3 – Resistência do amperímetro I(mA) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 V(mV) 5,6 11,9 19,1 25,1 32,3 38,4 45,0 51,0 56,8 62,8 Mediu-se simultaneamente I e V, sobre o amperímetro e com os dados da tabela, pode observar através da plotagem desses dados que a resistência interna do amperímetro é de cerca de 63,90. 2. MONTAGEM À JUSANTE 1. No circuito abaixo, anote na tabela abaixo, os valores de I e V para cada resistor fornecido. O potenciômetro P de 47 K deve estar inicialmente na posição de resistência máxima. Tabela 4 - R1 = 390 I(mA) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 V(mV) 49,4 107,4 169,8 229,0 289,0 344,0 400,0 453,0 506,0 561,0 Tabela 5 - R2 = 10 k I(mA) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 V(V) 0,97 1,94 2,99 4,04 5,12 6,13 7,08 8,06 8,96 9,94 . Com os dados obtidos para a montagem a montante, plotou-se um gráfico I x V (anexo abaixo) e obtém-se a equação característica da reta, com o valor de seu coeficiente angular. Esse valor é o valor da resistência do resistor em questão. Para R=390: A equação para a reta mostrada no gráfico e y=390X -4e-13. Os dados experimentais mostram que a resistência medida é de 390 (coeficiente angular da reta), gerando um desvio percentual de 0%. Para R = 10k: a equação para a reta mostrada no gráfico y=10000X +3e-15. Os dados experimentais mostram que a resistência medida é de 10000 (coeficiente angular da reta), gerando um desvio percentual de 0%. 2. CURVA CARACTERÍSTICA DE UM DIODO No circuito abaixo, anote na tabela abaixo, os valores de I e V para cada resistor fornecido. O potenciômetro P de 47 K deve estar inicialmente na posição de resistência máxima. Tabela 6 - Diodo Montagem à Montante I(mA) 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 V(V) 0,048 0,121 0,252 0,464 0,730 1,058 1,408 1,794 12,190 - Tabela 7 - Diodo Montagem à jusante I(mA) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 V(V) 0,04 0,13 0,37 1,12 3,21 8,50 20,64 41,80 - - Para iniciar o experimento, escolher-se um diodo diretamente polarizado. Montou-se o circuito da mesma forma dos procedimentos anteriores, porém o diodo no lugar do resistor. Primeiramente, fez-se uma montagem a montante girando o potenciômetro, mediu-se em intervalos iguais de I valores de V, obtendo os resultados da tabela acima. Em seguida, plotou-se a curva característica para o diodo na montagem a montante. De forma análoga, montou-se o circuito na forma jusante e mediram-se os valores de I e V simultaneamente, obtendo da tabela acima. Em seguida, plotou-se a curva característica para o diodo na montagem a jusante. CONCLUSÃO Com o experimento realizado foi possível observar o comportamento de diferentes componentes eletrônicos quando há variação de voltagem e corrente, distinguindo-os entre elementos resistivos lineares e não-lineares. Com os resultados obtidos, é possível afirmar que a montagem que gerou melhores valores foi a montagem a jusante, como as resistências dos elementos em questão eram tão superiores à resistência do amperímetro. Também é possível afirmar que o resistor de 10k é adequado para as duas montagens, pois ele é tanto quanto maior que a resistência interna do amperímetro quanto menor que a resistência interna do voltímetro. O diodo diretamente polarizado tem baixa resistência, mesmo o diodo sendo um elemento resistivo não-linear e sua resistência aumenta com variação da d.d.p. que ocorre na experiência, o seu valor máximo ocorre quando a voltagem se aproxima de 0,65V. Assim, podemos concluir que a melhor montagem mais adequada para medir a resistência do diodo é a jusante, pois como sabemos, teremos resultados mais satisfeitos quando a resistência a medir for pequena. As discrepâncias entre os resultados medidos e teóricos são devido ao estado de conservação dos materiais utilizados, temperatura ambiente, umidade, erro nas características visuais, entre outros. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS • HALLIDAY, David, 1916 – Fundamentos de Física, volume 4: óptica e física moderna / Halliday, Resnick, Jearl Walker; tradução e revisão técnica Ronaldo Sérgio de Biasi. – Rio de Janeiro: LTC, 2009. • SAMPAIO, José Luiz, Física: volume único / José Luiz Sampaio, Caio Sérgio Calçada. – 2ª ed. – São Paulo: Atual, 2005. • Apostila de Física Experimental II. APENDICE UFCG / CCT / UAF - DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL II PROFESSOR: LAERSON GONZAGA DE SOUZA DATA: 12/02/2022 PERÍODO: 2021.1 TURMA: 05 ALUNO (A): JOSÉ VIEIRA NETO IONAILTON DE ARAÚJO SILVA GABRIEL DE SOUZA DOS PASSOS PREPARAÇÃO - ELEMENTOS RESISTIVOS LINEARES (ERL) E NÃO LINEARES(ERNL) 1. Podemos dizer que a resistência elétrica de um elemento resistivo, em um circuito, será sempre R = V / I (Lei de Ohm)? Explique, resumidamente, quais são as diferenças fundamentais entre um elemento resistivo linear e um elemento resistivo não linear. Depende do tipo do elemento resistivo, se é linear ou não linear. O elemento resistivo linear caracteriza-se como um material ôhmico e obedece a Lei de Ohm R = V / I, onde esta razão é sempre constante chamada de resistência do elemento e a curva V x I é sempre uma reta. O elemento resistivo não linear não obedece à Lei de Ohm, isto significa que a curva V x I não é uma reta, portanto a relação entre a d.d.p. aplicada V e a corrente I que o atravessa não é uma constante, mas podemos definir uma resistência aparente. 2. Esboce o circuito de uma montagem à montante e de uma montagem à jusante. Em que circunstâncias é indicada cada uma dessas montagens? Em que circunstâncias as duas montagens podem fornecer resultados satisfatórios? As circunstâncias que indicam uma montagem à montante é que o voltímetro é colocado antes do amperímetro, enquanto uma montagem à jusante é colocado o voltímetro depois do amperímetro. Na montagem a montante dá resultados mais precisos quando a resistência a medir é muito maior que a resistência interna do amperímetro. Na montagem a jusante é indicada para os casos em que a resistência interna do voltímetro seja muito maior que a resistência a medir. Estas duas condições não se excluem. Nos casos em que ambas sejam satisfeitas, os dois métodos darão resultados satisfatórios. 3. Explique em que consiste a função retificadora de um diodo, isto é, de que maneira o diodo é capaz de retificar uma corrente alternada. Esboce a curva característica (I x V) de um elemento resistivo não linear real (diodo). Este elemento possui uma resistência definida? Explique. Diodo é utilizado para retificar uma determinada etapa do circuito e completar a alimentação de algum equipamento, ou seja, esse dispositivo retificador formado geralmente por 4 diodos (2 polarizados para conduzirem e 2 para bloquearem a corrente), vão transformar a corrente alternada em corrente continua. Este elemento não possui uma resistência definida, pois a resistência depende das condições a que esteja submetido este elemento, como tensão, temperatura, intensidade luminosa, etc. 4. Quando a temperatura de um condutor aumenta você espera que a resistência elétrica do mesmo aumente ou diminua? Por quê? Esboce a curva característica (V x I) para o filamento de uma lâmpada de 220W/220V, quando a voltagem aplicada aumenta de 0 até 220 Volts. A resistência de um condutor varia com a temperatura, a resistência aumenta quando a temperatura aumentar. Assim, quando a temperatura de um fio condutor aumenta, geralmente sua resistência aumenta em vista do aumento da resistividade da substância que o constitui.5. O gráfico abaixo relaciona as intensidades de corrente (I) em dois resistores A e B com as tensões (V) neles aplicadas: a) Calcule a resistência elétrica de A (RA) e de B (RB); Para a resistência elétrica A: 𝑅𝐴 = 𝑉 𝐼 = 6 3 = 2Ω Para a resistência elétrica B: 𝑅𝐵 = 𝑉 𝐼 = 9 3 = 3Ω b) Calcule a resistência equivalente às associações de A e B em série (RS) e em paralelo (RP). Associações de A e B em série: 𝑅𝑆 = 𝑅𝐴 + 𝑅𝐵 = 2Ω + 3Ω = 5Ω Associações de A e B em paralelo: 𝑅𝑆 = 𝑅𝐴 𝑥 𝑅𝐵 𝑅𝐴 + 𝑅𝐵 = 2Ω 𝑥 3Ω 2Ω + 3Ω = 1,2Ω 1. Módulo de escala: 𝐿 = 𝑚(𝐺 − 𝐺0), onde 𝐺 é o valor que a grandeza assume, 𝐺0 é o menor valor da grandeza, 𝑚 é o módulo de escala e 𝐿 é o comprimento do eixo. Como o menor valor da grandeza está compreendido no intervalo entre o zero e a metade do maior valor que a mesma assume, então podemos tomar 𝐺0 = 0. Assim, tempos: 𝐿 = 𝑚𝐺. Assumindo 𝐿 = 150𝑚𝑚, obtemos: 150𝑚𝑚 = 𝑚𝑥 × 1,0𝑚𝐴 ⇒ 𝑚𝑥 = 150𝑚𝑚/𝑚𝐴 ≅ 200𝑚𝑚/𝑚𝐴. 2. Degrau: Tomando um passo de 20𝑚𝑚, temos: 20𝑚𝑚 = 𝐷 × 200𝑚𝑚/𝑚𝐴 𝐷 = 0,1𝑚𝐴. Desse modo, a cada 20𝑚𝑚 no papel milimetrado, marcaremos 0,1𝑚𝐴 da grandeza. 3. Distâncias das abcissas: 𝐿𝑖𝑋 = 𝑚𝑥 × 𝐺𝑖𝑥 𝐿1𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 0,1𝑚𝐴 = 20𝑚𝑚 𝐿2𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 0,2𝑚𝐴 = 40𝑚𝑚 𝐿3𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 0,3𝑚𝐴 = 60𝑚𝑚 𝐿4𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 0,4𝑚𝐴 = 80𝑚𝑚 𝐿5𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 0,5𝑚𝐴 = 100𝑚𝑚 𝐿6𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 0,6𝑚𝐴 = 120𝑚𝑚 𝐿7𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 0,7𝑚𝐴 = 140𝑚𝑚 𝐿8𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 0,8𝑚𝐴 = 160𝑚𝑚 𝐿9𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 0,9𝑚𝐴 = 180𝑚𝑚 𝐿10𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 1,0𝑚𝐴 = 200𝑚𝑚 • Para o eixo Y 1. Módulo de escala: 𝐿 = 𝑚(𝐺 − 𝐺0), onde 𝐺 é o valor que a grandeza assume, 𝐺0 é o menor valor da grandeza, 𝑚 é o módulo de escala e 𝐿 é o comprimento do eixo. Como o menor valor da grandeza está compreendido no intervalo entre o zero e a metade do maior valor que a mesma assume, então podemos tomar 𝐺0 = 0. Assim, tempos: 𝐿 = 𝑚𝐺. Assumindo 𝐿 = 100𝑚𝑚, obtemos: 100𝑚𝑚 = 𝑚𝑦 × 627𝑚𝑉 ⇒ 𝑚𝑦 = 0,1594𝑚𝑚/𝑚𝑉 ≅ 0,2𝑚𝑚/𝑚𝑉. 2. Degrau: Tomando um passo de 20𝑚𝑚, temos: 20𝑚𝑚 = 𝐷 × 0,2𝑚𝑚/𝑚𝑉 𝐷 = 100𝑚𝑉. Desse modo, a cada 20𝑚𝑚 no papel milimetrado, marcaremos 100𝑚𝑉 da grandeza. 3. Distâncias das ordenadas: 𝐿𝑖𝑦 = 𝑚𝑦 × 𝐺𝑖𝑦 𝐿1𝑦 = 0,2𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 57,8𝑚𝑉 = 11,56𝑚𝑚 𝐿2𝑦 = 0,2𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 120,6𝑚𝑉 = 24,12𝑚𝑚 𝐿3𝑦 = 0,2𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 128,4𝑚𝑉 = 25,68𝑚𝑚 𝐿4𝑦 = 0,2𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 255,8𝑚𝑉 = 51,16𝑚𝑚 𝐿5𝑦 = 0,2𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 383,0𝑚𝑉 = 76,6𝑚𝑚 𝐿6𝑦 = 0,2𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 385,3𝑚𝑉 = 77,06𝑚𝑚 𝐿7𝑦 = 0,2𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 445,0𝑚𝑉 = 89,0𝑚𝑚 𝐿8𝑦 = 0,2𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 503,0𝑚𝑉 = 100,6𝑚𝑚 𝐿9𝑦 = 0,2𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 563,0𝑚𝑉 = 112,6𝑚𝑚 𝐿10𝑦 = 0,2𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 627,0𝑚𝑉 = 125,4𝑚𝑚 Tomando 𝐴(0,055; 45) 𝑒 𝐵(1,25; 700), pontos pertencentes ao gráfico plotado da função, e assumindo o comportamento linear da mesma, cujo modelo matemático pode ser expresso por 𝑦 = 𝑎𝑥, podemos obter o parâmetro 𝑎 da função. 𝑦 = 𝑎𝑥, onde 𝑎 é o coeficiente angular. Para essa função, y representa as tensões, em 𝑚𝑉, e x representa a corrente elétrica, em 𝑚𝐴. Assim, podemos obter o coeficiente 𝑎 do seguinte modo: 𝑎 = 𝛥𝑦 𝛥𝑥 ∴ 𝑎 = 700 − 45 1,25 − 0,055 ∴ 𝑎 = 655 1,195 ∴ 𝑎 = 𝑅1 = 548,12𝛺 Em relação ao valor teórico, 𝑅1 = 560𝛺, o erro percentual, δ%, nessa determinação pode ser expresso como: 𝛿% = |𝑅𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 − 𝑅𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜| 𝑅𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 × 100% 𝛿% = |548,12 − 560| 560 × 100% ∴ 𝛿% ≅ 2,12% Para os valores da Tabela 2: • Para o eixo X 4. Módulo de escala: 𝐿 = 𝑚(𝐺 − 𝐺0), onde 𝐺 é o valor que a grandeza assume, 𝐺0 é o menor valor da grandeza, 𝑚 é o módulo de escala e 𝐿 é o comprimento do eixo. Como o menor valor da grandeza está compreendido no intervalo entre o zero e a metade do maior valor que a mesma assume, então podemos tomar 𝐺0 = 0. Assim, tempos: 𝐿 = 𝑚𝐺. Assumindo 𝐿 = 150𝑚𝑚, obtemos: 150𝑚𝑚 = 𝑚𝑥 × 1,0𝑚𝐴 ⇒ 𝑚𝑥 = 150𝑚𝑚/𝑚𝐴 ≅ 200𝑚𝑚/𝑚𝐴. 5. Degrau: Tomando um passo de 20𝑚𝑚, temos: 20𝑚𝑚 = 𝐷 × 200𝑚𝑚/𝑚𝐴 𝐷 = 0,1𝑚𝐴. Desse modo, a cada 20𝑚𝑚 no papel milimetrado, marcaremos 0,1𝑚𝐴 da grandeza. 6. Distâncias das abcissas: 𝐿𝑖𝑋 = 𝑚𝑥 × 𝐺𝑖𝑥 𝐿1𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 0,1𝑚𝐴 = 20𝑚𝑚 𝐿2𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 0,2𝑚𝐴 = 40𝑚𝑚 𝐿3𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 0,3𝑚𝐴 = 60𝑚𝑚 𝐿4𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 0,4𝑚𝐴 = 80𝑚𝑚 𝐿5𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 0,5𝑚𝐴 = 100𝑚𝑚 𝐿6𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 0,6𝑚𝐴 = 120𝑚𝑚 𝐿7𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 0,7𝑚𝐴 = 140𝑚𝑚 𝐿8𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 0,8𝑚𝐴 = 160𝑚𝑚 𝐿9𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 0,9𝑚𝐴 = 180𝑚𝑚 𝐿10𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 1,0𝑚𝐴 = 200𝑚𝑚 • Para o eixo Y 4. Módulo de escala: 𝐿 = 𝑚(𝐺 − 𝐺0), onde 𝐺 é o valor que a grandeza assume, 𝐺0 é o menor valor da grandeza, 𝑚 é o módulo de escala e 𝐿 é o comprimento do eixo. Como o menor valor da grandeza está compreendido no intervalo entre o zero e a metade do maior valor que a mesma assume, então podemos tomar 𝐺0 = 0. Assim, tempos: 𝐿 = 𝑚𝐺. Assumindo 𝐿 = 100𝑚𝑚, obtemos: 100𝑚𝑚 = 𝑚𝑦 × 10,02𝑉 ⇒ 𝑚𝑦 ≅ 0,00998𝑚𝑚/𝑚𝑉 ∴ 𝑚𝑦 ≅ 0,01𝑚𝑚/𝑚𝑉. 5. Degrau: Tomando um passo de 20𝑚𝑚, temos: 20𝑚𝑚 = 𝐷 × 0,01𝑚𝑚/𝑚𝑉 𝐷 = 2000𝑚𝑉. Desse modo, a cada 20𝑚𝑚 no papel milimetrado, marcaremos 2000𝑚𝑉 da grandeza. 6. Distâncias das ordenadas: 𝐿𝑖𝑦 = 𝑚𝑦 × 𝐺𝑖𝑦 𝐿1𝑦 = 0,01𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 934𝑚𝑉 = 9,34𝑚𝑚 𝐿2𝑦 = 0,01𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 1932𝑚𝑉 = 19,32𝑚𝑚 𝐿3𝑦 = 0,01𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 2899𝑚𝑉 = 28,99𝑚𝑚 𝐿4𝑦 = 0,01𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 4070𝑚𝑉 = 40,7𝑚𝑚 𝐿5𝑦 = 0,01𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 5110𝑚𝑉 = 51,1𝑚𝑚 𝐿6𝑦 = 0,01𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 6140𝑚𝑉 = 61,4𝑚𝑚 𝐿7𝑦 = 0,01𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 7130𝑚𝑉 = 71,3𝑚𝑚 𝐿8𝑦 = 0,01𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 8070𝑚𝑉 = 80,7𝑚𝑚 𝐿9𝑦 = 0,01𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 9010𝑚𝑉 = 90,1𝑚𝑚 𝐿10𝑦 = 0,01𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 10020𝑚𝑉 = 100,2𝑚𝑚 Tomando 𝐴′(0,05; 400) 𝑒 𝐵′(1,2; 11000), pontos pertencentes ao gráfico plotado da função, e assumindo o comportamento linear da mesma, cujo modelo matemático pode ser expresso por 𝑦 = 𝑎𝑥, podemos obter o parâmetro 𝑎 da função. 𝑦 = 𝑎𝑥, onde 𝑎 é o coeficiente angular. Para essa função, y representa as tensões, em 𝑚𝑉, e x representa a corrente elétrica, em 𝑚𝐴. Assim, podemos obter o coeficiente 𝑎 do seguinte modo: 𝑎 = 𝛥𝑦 𝛥𝑥 ∴ 𝑎 = 11000 − 400 1,2 − 0,05 ∴ 𝑎 = 10600 1,15 ∴ 𝑎 = 𝑅2 ≅ 9217,39𝛺 ≅ 9,22𝑘𝛺 Em relação ao valor teórico, 𝑅2 = 10000𝛺, o erro percentual, δ%, nessa determinação pode ser expresso como: 𝛿% = |𝑅𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 − 𝑅𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜| 𝑅𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 × 100% 𝛿% = |9217,39 − 10000| 10000 × 100% ∴ 𝛿% ≅ 7,8% Para os valores da Tabela 3: • Para o eixo X 7. Módulo de escala: 𝐿 = 𝑚(𝐺 − 𝐺0), onde 𝐺 é o valor que a grandeza assume, 𝐺0 é o menor valor da grandeza, 𝑚 é o módulo de escala e 𝐿 é o comprimento do eixo. Como o menor valor da grandeza está compreendido no intervalo entre o zero e a metade do maior valor que a mesma assume, então podemos tomar 𝐺0 = 0. Assim, tempos: 𝐿 = 𝑚𝐺. Assumindo 𝐿 = 150𝑚𝑚, obtemos: 150𝑚𝑚 = 𝑚𝑥 × 1,0𝑚𝐴 ⇒ 𝑚𝑥 = 150𝑚𝑚/𝑚𝐴 ≅ 200𝑚𝑚/𝑚𝐴. 8. Degrau: Tomando um passo de 20𝑚𝑚, temos: 20𝑚𝑚 = 𝐷 × 200𝑚𝑚/𝑚𝐴 𝐷 = 0,1𝑚𝐴. Desse modo, a cada 20𝑚𝑚 no papel milimetrado, marcaremos 0,1𝑚𝐴 da grandeza. 9. Distâncias das abcissas: 𝐿𝑖𝑋 = 𝑚𝑥 × 𝐺𝑖𝑥 𝐿1𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 0,1𝑚𝐴 = 20𝑚𝑚 𝐿2𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 0,2𝑚𝐴 = 40𝑚𝑚 𝐿3𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 0,3𝑚𝐴 = 60𝑚𝑚 𝐿4𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 0,4𝑚𝐴 = 80𝑚𝑚 𝐿5𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 0,5𝑚𝐴 = 100𝑚𝑚 𝐿6𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 0,6𝑚𝐴 = 120𝑚𝑚 𝐿7𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 0,7𝑚𝐴 = 140𝑚𝑚 𝐿8𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 0,8𝑚𝐴 = 160𝑚𝑚 𝐿9𝑥 = 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 0,9𝑚𝐴 = 180𝑚𝑚 𝐿10𝑥= 200𝑚𝑚 𝑚𝐴 × 1,0𝑚𝐴 = 200𝑚𝑚 • Para o eixo Y 7. Módulo de escala: 𝐿 = 𝑚(𝐺 − 𝐺0), onde 𝐺 é o valor que a grandeza assume, 𝐺0 é o menor valor da grandeza, 𝑚 é o módulo de escala e 𝐿 é o comprimento do eixo. Como o menor valor da grandeza está compreendido no intervalo entre o zero e a metade do maior valor que a mesma assume, então podemos tomar 𝐺0 = 0. Assim, tempos: 𝐿 = 𝑚𝐺. Assumindo 𝐿 = 100𝑚𝑚, obtemos: 100𝑚𝑚 = 𝑚𝑦 × 62,8𝑚𝑉 ⇒ 𝑚𝑦 ≅ 1,59𝑚𝑚/𝑚𝑉 ∴ 𝑚𝑦 ≅ 2𝑚𝑚/𝑚𝑉. 8. Degrau: Tomando um passo de 20𝑚𝑚, temos: 20𝑚𝑚 = 𝐷 × 2𝑚𝑚/𝑚𝑉 𝐷 = 10𝑚𝑉. Desse modo, a cada 20𝑚𝑚 no papel milimetrado, marcaremos 10𝑚𝑉 da grandeza. 9. Distâncias das ordenadas: 𝐿𝑖𝑦 = 𝑚𝑦 × 𝐺𝑖𝑦 𝐿1𝑦 = 2𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 5,6𝑚𝑉 = 11,2𝑚𝑚 𝐿2𝑦 = 2𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 11,9𝑚𝑉 = 23,8𝑚𝑚 𝐿3𝑦 = 2𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 19,1𝑚𝑉 = 38,2𝑚𝑚 𝐿4𝑦 = 2𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 25,1𝑚𝑉 = 50,2𝑚𝑚 𝐿5𝑦 = 2𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 32,3𝑚𝑉 = 64,6𝑚𝑚 𝐿6𝑦 = 2𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 38,4𝑚𝑉 = 76,8𝑚𝑚 𝐿7𝑦 = 2𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 45𝑚𝑉 = 90𝑚𝑚 𝐿8𝑦 = 2𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 51𝑚𝑉 = 102𝑚𝑚 𝐿9𝑦 = 2𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 56,8𝑚𝑉 = 113,6𝑚𝑚 𝐿10𝑦 = 2𝑚𝑚 𝑚𝑉 × 62,8𝑚𝑉 = 125,6𝑚𝑚 Tomando 𝐴(0,075; 4,5) 𝑒 𝐵(1,2; 70), pontos pertencentes ao gráfico plotado da função, e assumindo o comportamento linear da mesma, cujo modelo matemático pode ser expresso por 𝑦 = 𝑎𝑥, podemos obter o parâmetro 𝑎 da função. 𝑦 = 𝑎𝑥, onde 𝑎 é o coeficiente angular. Para essa função, y representa as tensões, em 𝑚𝑉, e x representa a corrente elétrica, em 𝑚𝐴. Assim, podemos obter o coeficiente 𝑎 do seguinte modo: 𝑎 = 𝛥𝑦 𝛥𝑥 ∴ 𝑎 = 70 − 4,5 1,2 − 0,075 ∴ 𝑎 = 65,5 1,125 ∴ 𝑎 = 𝑅𝑎𝑚𝑝𝑒𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 ≅ 58,22𝛺 a. Montagem à jusante A seguir, temos os cálculos dos valores para as tabelas 4 e 5: b. Curva característica de um diodo Para os valores da tabela 6 • Para o eixo x 1 Módulo na escala: Assumindo L = 230mm, sendo G a grandeza de maior valor igual a 900mV e G0 o de menor valor igual a 450mV, temos: 𝑀𝑥 = 𝐿 𝐺 − 𝐺0 𝑀𝑥 = 230 900−450 = 0,51 ≅ 0,50𝑚𝑚/𝑚𝑉 2 Degrau: Para encontrarmos o degrau e assumindo um passo de 10mm, temos: 𝐷 = 10𝑚𝑚 𝑀𝑥 𝐷 = 10𝑚𝑚 0,5 = 20𝑚𝑉 • Para o eixo y 1 Módulo da escala: Assumindo L = 120mm, sendo G a grandeza de maior valor igual a 12,190A e assumindo G0 igual a 0A, temos: 𝑀𝑥 = 𝐿 𝐺 − 𝐺0 𝑀𝑥 = 120𝑚𝑚 12,190 − 0 = 9,84 ≅ 10𝑚𝑚/𝐴 2 Degrau: Para encontrarmos o degrau e assumindo um passo de 20mm, temos: 𝐷 = 20𝑚𝑚 𝑀𝑥 𝐷 = 20𝑚𝑚 10 = 2𝐴 Os mesmos parâmetros foram usados para a tabela 7,
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