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LABORATÓRIO DE FÍSICA CAPACITORES 1 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 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? A bússola é um ímã, assim co mo o planeta Terra. Todo ímã tem um polo norte e outro sul, sendo que os opostos se atraem. Por i sso, o polo norte magnético da bússola (ponteiro pintado) aponta para o polo sul magnéti codo planeta que, por coincidência, está perto do polo norte geográfico da Terra . 2. Descreva o comportamento da agulha nas diferentes posições. O ponteiro se move devido ao campo magnético induzido pela corrente que flui pelo fio condutor. 3. Descreva com base nos seus conhecimentos o comportamento da agulha quando a chave era desativada. Ela volta a apontar normal mente ao norte da bússola, que é atraído pelo sul magnético da terra, que é próximo ao norte geográfico. 4. Justifique o fenômeno ocorrido com a bússola quando se fechava o circuito. Ao se fechar o circuito, cria-se um campo magnético gerado pelo fio condutor. Esse fenômeno se dá pela deflexão criada pela eletricidade do fio e pelo magnetismo da bússola. AVALIAÇÃO DOS mailto:contato@algetec.com.br http://www.algetec.com.br/ LABORATÓRIO DE FÍSICA CAPACITORES 2 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br RESULTADOS 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? Para calcular a resistência interna do multímetro, utilize a equação abaixo: 𝑅𝑉 = ( |V𝑀𝑒𝑑| | | ) 𝑅 Onde: Vf = Tensão da fonte. V𝑓 − 2 V𝑀𝑒𝑑 mailto:contato@algetec.com.br http://www.algetec.com.br/ LABORATÓRIO DE FÍSICA MÁXIMA TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA 3 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br 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)? 3. Qual o valor da tensão apresentada pelo multímetro e o tempo que o capacitor leva para carregar totalmente? 4. Preencha a tabela 1 com os dados obtidos no carregamento do capacitor. 5. Qual o valor da tensão apresentada pelo multímetro e o tempo que o capacitor leva para carregar totalmente? A tensão máxima apresentada no multímetro de 11,97 (V) e o tempo decorrido para carregar de 12.63 segundos 6. Preencha a tabela 2 com os dados obtidos no descarregamento do capacitor. mailto:contato@algetec.com.br http://www.algetec.com.br/ LABORATÓRIO DE FÍSICA MÁXIMA TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA 4 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br 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 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 AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS Medição Resistência do potenciômetro (Ω) Tensão do resistor R2 (V) Tensão no potenciômetro (V) 1 8 1,32 1,05 2 16 1,09 1,74 3 24 09,3 2,22 mailto:contato@algetec.com.br http://www.algetec.com.br/ LABORATÓRIO DE FÍSICA MÁXIMA TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA 5 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br 4 32 0,81 2,58 5 40 0,71 2,86 6 48 0,65 3,08 7 56 0,58 3,26 8 64 0,53 3,41 9 72 0,49 3,53 10 80 0,45 3,63 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? Tensão aplicada pela fonte de 5v e resistências no circuito com valores , sendo R1 20Ω e R2 10Ω mailto:contato@algetec.com.br http://www.algetec.com.br/ LABORATÓRIO DE FÍSICA MÁXIMA TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA 6 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br 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 0,62 2,12 10,12 0,33 2,2 2 16 0,31 3,51 19,51 0,49 1,77 3 24 0,20 4,65 28,65 0,58 1,64 4 32 0,15 5,4 37,4 0,68 1,57 5 40 0,12 5,91 45,91 0,69 1,53 6 48 0,10 6,5 54,5 0,73 1,51 7 56 0,08 7,25 63,25 0,75 1,48 8 64 0,07 7,57 71,57 0,78 1,46 9 72 0,06 8,16 80,16 0,80 1,45 10 80 0,06 7,5 87,5 0,81 1,44 11 88 0,05 8,6 96,6 0,82 1,42 12 96 0,05 8 104 0,83 1,42 Tabela 2 – Dados experimentais do experimento mailto:contato@algetec.com.br http://www.algetec.com.br/ LABORATÓRIO DE FÍSICA MÁXIMA TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA 7 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br 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 mailto:contato@algetec.com.br http://www.algetec.com.br/ LABORATÓRIO DE FÍSICA RESISTIVIDADE 8 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br 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 deeficiência foi observada a menor potência dissipada? Pode-se afirmar que esse ponto é o de maior transferência de potência? 8. Analisando a resistência interna e externa. Quando transferência de potência apresentará seu valor máximo? Justifique. O valor da potência dissipada é diretamente proporcional a tensão e LABORATÓRIO DE FÍSICA RESISTIVIDADE 9 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br inversamente proporcional á resistência. Quanto menor a resistência maior a transferência de energia. 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 O resistor 1 tem como função simular a resistência in terna da fonte. Se não fosse adicionado esse resistor os valores não seriam os mesmos. AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 1. Qual o valor da temperatura inicial do sistema? Qual a resistência inicial do sistema medida pelo multímetro? Medida Temperatura (°C) Resistência (mΩ) 1 23,0 640 2 23,5 641,9 3 24,0 642,8 4 24,5 644,7 5 25 645,6 6 25,5 647,5 7 26, 648 8 26,5 649,4 9 27 651,7 10 27,5 652,6 11 28 653,6 12 28,5 655,4 13 29 656,4 14 29,5 658,1 15 30,0 659,3 16 30,5 660,1 17 31 662,0 18 31,5 663,4 19 32 665,1 LABORATÓRIO DE FÍSICA RESISTIVIDADE 1 0 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br 20 32,5 666,2 Tabela 1 – Dados experimentais 2. Com base no gráfico construído, qual o comportamento apresentado pela resistividade do material quando este é submetido a uma variação de temperatura? Ao aumentar a temperatura do sistema ,temos o aumento da rewsistencia e consequentemente da resistividade do material em questão. O grafico abaixo mostra a resistencia com a temperatura. LABORATÓRIO DE FÍSICA CAMPO ELETRÔMAGNÉTICO 11 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br 3. Na sua opinião o material sofreria variação em sua resistividade se ao invés de aquecido fosse resfriado? Explique. Sim o material sofreria reação em sua resistividade ao ser resfriado, mas ao invés de dilatar o material poderia se contrair. 4. Calcule o coeficiente de temperatura da resistividade do material utilizado no experimento. mailto:contato@algetec.com.br http://www.algetec.com.br/