Relatório de Física Experimental 3

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<p>CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA</p><p>CELSO SUCKOW DA FONSECA – Nova Iguaçu</p><p>4º RELATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL 3</p><p>LEI DE OHM</p><p>Larissa Martins Cordeiro</p><p>Giulia Guimarães Carvalho</p><p>Victoria Graziella Gomes da Silva Cruzado</p><p>Wallace Luiz D. Cavalcanti</p><p>Rio de Janeiro</p><p>Outubro de 2022</p><p>Proponentes:</p><p>Larissa Martins Cordeiro</p><p>Giulia Guimarães Carvalho</p><p>Victoria Graziella Gomes da Silva Cruzado</p><p>Wallace Luiz D. Cavalcanti</p><p>Professor:</p><p>Marcelo Oliveira</p><p>Relatório das práticas laboratoriais da Disciplina de Física Experimental 3,</p><p>referente a prática 4 de resistividade elétricas, realizado no Campus Nova Iguaçu</p><p>- Laboratório de Física 1.</p><p>Palavras-chave: Resistividade – Eletromagnetismo – Lei de Ohm</p><p>Rio de Janeiro</p><p>Outubro 2022</p><p>2</p><p>Sumário</p><p>1. Introdução 5</p><p>2. Objetivo 5</p><p>3. Materiais Utilizados 6</p><p>4. Procedimento Experimental 8</p><p>5. Referencial Teórico 9</p><p>6. Analise de Dados 10</p><p>7.Conclusão 12</p><p>8.Referência 12</p><p>3</p><p>Lista de Figuras</p><p>1. Figura 1 6</p><p>2. Figura 2 6</p><p>3. Figura 3 6</p><p>4. Figura 4 7</p><p>5. Figura 5 7</p><p>6. Figura 6 8</p><p>7. Figura 7 8</p><p>8. Figura 8 9</p><p>Lista de Tabela/Gráfico</p><p>1. Tabela 1 11</p><p>2. Tabela 2 11</p><p>4</p><p>1. Introdução</p><p>O presente relatório é um experimento eletromagnético, no qual vamos</p><p>compreender as características das Leis de Ohm, gerando uma tensão com auxílio de</p><p>uma fonte, demonstrando os fatores envolvidos para a sua existência tais como:</p><p>resistores ôhmicos e não-ôhmicos. Assim, foi dividido em três fases:</p><p>I. Conectar o multímetro (calibrado em 200mA) na placa DiasBlanco para</p><p>“Leis de Ohm” e fazer a medição direta das resistências do fio em seu</p><p>comprimento total, de 100cm, utilizamos apenas o resistor 1.</p><p>II. Conectar o multímetro (calibrado em 200mA) em serie a fonte e uma</p><p>lâmpada incandescente e variar a tensão (0 a 4 Volts).</p><p>III. Construir gráficos com o auxílio do software WW Plot e verificar o</p><p>comportamento da corrente em função da tensão, nos dois tipos de resistores</p><p>(ôhmicos e não ôhmicos).</p><p>IV. Realizar os cálculos e relacionar o comportamento gráfico com as grandezas</p><p>diretamente e inversamente proporcionais.</p><p>2. Objetivo</p><p>O proposto trabalho tem por objetivo estudar os comportamentos ôhmico e</p><p>não-ôhmico relacionados a conceitos e aplicações de eletricidade na prática, lâmpadas</p><p>de filamento incandescente, e materiais metálicos.</p><p>5</p><p>3. Material Utilizado</p><p>Foram utilizados para o experimento:</p><p>I. Multímetro</p><p>I.</p><p>Figura 1. Fonte: Autor.</p><p>I. Painel DiasBlanco para “Leis de Ohm”</p><p>Figura 2. Fonte: Autor.</p><p>II. Cabo Banana Banana. (Ponta de prova)</p><p>Figura 3. Fonte: Autor.</p><p>6</p><p>III. Fonte de tensão variável</p><p>Figura 4. Fonte: Autor.</p><p>IV. Lâmpada incandescente</p><p>Figura 5. Fonte: Autor.</p><p>7</p><p>4. Procedimento Experimental</p><p>Neste experimento fizemos um estudo sobre aspectos associados à resistividade</p><p>de materiais ôhmicos e não-ôhmicos, propriedade oposta a condutividade. Utilizando,</p><p>para tal, os componentes listados no item 3. Os Painéis Dias Blanco são destinados para</p><p>o estudo da Lei de Ohm para medir a linearidade da curva no fio metálico. E</p><p>posteriormente, desenvolvemos as seguintes experimentações:</p><p>1ª Etapa:</p><p>Para iniciar, ligamos o multímetro à placa no resistor 1, nele foram medidas as</p><p>resistências, calculadas em ohms, nas distâncias de 25, 50, 75 e 100 cm.</p><p>Figura 6 – Multímetro em série na placa, o cabo preto fixo em zero e cabo vermelho a 100 cm com tensão</p><p>produzida pela fonte de tensão. Fonte: Autor.</p><p>2ª Etapa:</p><p>No contexto experimental usamos lâmpadas de filamento, apresentadas na</p><p>Figura 5, com propósito de verificar o comportamento gráfico da tensão em</p><p>função da corrente elétrica aplicada deste material.</p><p>Figura 7 – Ligação em série para medir a corrente. Fonte: Autor.</p><p>8</p><p>3ª Etapa:</p><p>Depois de coletar todas as informações necessárias para o Resistor 1 e o</p><p>lâmpada incandescente, faremos a construção do gráfico utilizando o WW Plot.</p><p>Neste programa, a corrente (mA) foi adotada como eixo y e a voltagem (V) o</p><p>eixo x.</p><p>Figura 8 – Software WW Plot. Fonte: Autor.</p><p>5. Referencial Teórico</p><p>Em 1827, conhecemos o estudo da lei de Ohm através do físico alemão, Georg</p><p>Simon Ohm. Ohm descobriu que a corrente que atravessa um fio condutor é</p><p>diretamente proporcional à diferença de potencial aplicada.</p><p>A razão é uma medida da dificuldade imposta pelo dispositivo à passagem da𝑉</p><p>𝐼</p><p>corrente e por isso é denominada de resistência elétrica (R). No sistema</p><p>Internacional, a unidade de resistência foi denominada Ohm (Ω) em homenagem ao</p><p>físico G. Ohm.</p><p>Portanto, concluímos que quanto maior for a dificuldade que o dispositivo</p><p>impõe a passagem da corrente, maior deve ser a tensão aplicada para estabelecer um</p><p>certo valor de corrente.</p><p>● A formulação matemática dessa lei é: 𝑉 = 𝑅𝐼</p><p>9</p><p>Um resistor não-ôhmico é um resistor que quando variamos a tensão elétrica V,</p><p>em seus terminais, a corrente i também varia, mas não necessariamente de maneira</p><p>linear. Ou seja, o resistor não obedece a Lei de Ohm, pois sua resistência não permanece</p><p>constante e, consequentemente, a relação entre V e i não é linear.</p><p>6. Análise de Dados</p><p>Com uma série de medições feitas nos materiais que foram estabelecidos neste</p><p>trabalho, podemos elaborar uma classificação baseando-se na comparação dos valores</p><p>experimentais com os valores teóricos de cada componente elétrico e material.</p><p>Inserindo nas aplicações das leis de Ohm, no que diz respeito ao cálculo de</p><p>resistência e resistividade, obtivemos resultados com um grau de qualidade bastante</p><p>apurado. Com base nos valores obtidos e com a ajuda do programa computacional,</p><p>construímos os gráficos que auxiliam a identificar o material como ôhmico ou</p><p>não-ôhmico e observar o seu comportamento.</p><p>Na primeira etapa do experimento, usou-se um resistor de níquel-cromo,</p><p>sabendo que obedece estritamente a lei de Ohm. Dessa forma, estabelecemos este</p><p>experimento a fim de comparar os valores experimentais de resistência com os valores</p><p>teóricos já existentes.</p><p>Logo, inserindo os valores no programa computacional, o mesmo nos resultou</p><p>em um gráfico que confirma de modo exemplar, os conceitos que Ohm descreveu, no</p><p>que diz respeito à resistência dos resistores. Vale ressaltar que consideramos a incerteza</p><p>da corrente elétrica de 1% e para o erro da fonte, usamos uma tensão de 0,1V.</p><p>10</p><p>Tabela/Gráfico 1.</p><p>Nota-se no gráfico que a reta é constante o que caracteriza o comportamento</p><p>linear. Obedecendo estritamente o conceito de resistores ôhmicos, de acordo</p><p>com a teoria já citada.</p><p>▪ Nesta etapa, usamos uma lâmpada incandescente de filamento. Com isso,</p><p>inserimos os valores de tensão e corrente na equação da primeira lei de Ohm.</p><p>Tabela/Gráfico 2.</p><p>11</p><p>Ao finalizar o processo de medição, aplicamos os valores obtidos na relação da primeira</p><p>lei de Ohm e obtivemos valores para tensão e corrente de cada componente, pudemos</p><p>observar que os comportamento do aparato analisado, no que diz respeito aos gráficos</p><p>𝑉(𝑖), que determinou com bastante precisão cada ponto medido. Com isso, pudemos</p><p>estabelecer as características de cada componente quanto a seu comportamento e</p><p>confirmar a total veracidade da primeira lei de Ohm.</p><p>7. Conclusão</p><p>Após analisar os dados, é possível evidenciar que os resultados do experimento</p><p>foram satisfatórios pois conseguimos observar as diferenças de resistores Ôhmicos que</p><p>não dispersam a corrente, e não-ôhmicos que tem dispersão ou perda em forma de luz e</p><p>calor. Reafirmando a teoria da Primeira lei de Ohm.</p><p>8. Referências</p><p>SEARS e ZEMANSKY, YOUNG e FREEDMAN, Física 3 – Eletromagnetismo.</p><p>Tradução de Daniel Vieira. Revisão técnica de Adir Moyses Luiz, 14. ed. 2008.</p><p>HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de física 3:</p><p>eletromagnetismo. 6. ed. Rio de janeiro: LTC, 2003.</p><p>BASSALO, J. M. F. Nascimentos da Física (3500 a.C.-1900 a.D.). Belém: EDUFPA,</p><p>1996.</p><p>RAMALHO, F.; FERRARO, N.; SOARES, P. Os fundamentos da física 3.7. ed. São</p><p>Paulo: Moderna, 1999.</p><p>12</p>