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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA LABORATÓRIO BÁSICO II ANTHONNY GUILLER NEVES PEREIRA (202102140048) RELATÓRIO DE EXPERIMENTO 1: Resistores BELÉM/PA 2023 ANTHONNY GUILLER NEVES PEREIRA (202102140048) RELATÓRIO DE EXPERIMENTO 1: Resistores Relatório sobre resistores apresentado como parte de avaliação para a disciplina de Laboratório Básico II ministrada pelo professor Jaime Urban do Instituto de Tecnologia da Universidade Federal do Pará - Campus Belém. BELÉM/PA 2023 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................... 4 2. REVISÃO TEÓRICA .......................................................................................................... 4 3. METODOLOGIA ................................................................................................................. 6 3.1 Equipamentos e materiais ..................................................................................................... 6 3.2 Experimento com resistor linear ........................................................................................... 6 3.3 Experimento com resistor não linear .................................................................................... 7 4. DISCUSSÕES E RESULTADOS ........................................................................................ 8 5. CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................................... 9 REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 10 1. INTRODUÇÃO Com esse relatório será possível compreender, pela base teórica, o equacionamento e o comportamento por trás do fenômeno de resistividade elétrica, o que leva diretamente para o entendimento de um resistor dentro de um circuito elétrico, tendo em vista que resistores podem ser compreendidos como empecilhos do fluxo de corrente ou ainda como quaisquer dispositivos que utilize eletricidade para ser alimentado tais como lâmpadas, monitores, computadores, televisões, celulares etc. Além disso será possível entender as curvas características de resistores que obedecem ou não a lei de Ohm, que serão demonstrados por meio de gráficos montados com os dados obtidos durante a prática do experimento. 2. REVISÃO TEÓRICA Para todos os circuitos elétricos existentes há embasamentos teóricos pertinentes como a resistividade e condutividade de um material. Essa resistividade é a capacidade do material resistir a um fluxo de elétrons, ou seja, quão menor essa resistividade mais fácil será o transporte de elétrons entre terminais, podendo ser definida pela equação 1. 𝜌 = 𝐸 𝐽 (1) • E – Campo elétrico ( 𝑉 𝑚 ) • J – Densidade de corrente ( 𝐴 𝑚2) • 𝜌 – Resistividade (Ω. 𝑚) Em contrapartida, a condutividade seria o inverso da resistividade (Ω. 𝑚)−1, com isso podemos entender a facilidade para condução elétrica em metais, pois eles são bons condutores e tem uma resistividade baixa assim como mostrado na figura 1. Figura 1 – Tabela de resistividade de alguns metais Fonte: Young e Freedman, 2009. Com a deposição desse conceito podemos discorrer sobre a chamada “lei de Ohm”, que pode ser definida pela equação 2. 𝑉 = 𝐼. 𝑅(2) • V – Tensão (V) • I – Corrente (A) • R – Resistência (Ω) Entretanto essa equação somente é valida quando a resistividade 𝜌 é constante. Segundo Young & Freedman (2009) “...Contudo é importante entender que o verdadeiro significado da lei de Ohm consiste na indicação de uma proporcionalidade direta (para alguns materiais) de V com I ou de J com E... Porém somente em caso de R constante é que essa relação é válida”. Os autores, em suma, dizem que só é viável a lei de Ohm quando a relação da equação 3 é constante (resistência constante). 𝑅 = 𝜌 L A (3) Com isso podemos compreender os resistores de forma geral, onde existem dois tipos sendo aqueles que obedecem a lei de Ohm que são denominados lineares (ou ôhmicos) e os que não obedecem, sendo chamados de não lineares (não ôhmicos). Sendo que Gussow (2009) define resistores como “um resistor é um dispositivo cuja resistência ao fluxo de corrente tem um valor conhecido e bem determinado. A resistência é medida em ohms e é representada pela letra R nas equações”. Em linhas gerais os resistores ôhmicos tem um comportamento linear, em uma certa faixa de temperatura para cada material, quando plotado um gráfico da corrente em função da tensão, sendo que a inclinação da reta é igual a 1/R. Figura 2 – Curvas características Fonte: Young e Freedman (2009) 3. METODOLOGIA 3.1 Equipamentos e materiais • Fonte de Tensão Contínua de até 25V; • 2 multímetros; • Cabos de conexão; • Resistor 180Ω; • Varistor; 3.2 Experimento com resistor linear Para esse experimento foi utilizado um resistor do laboratório e nele já tínhamos terminais de entrada e saída que seriam utilizados pelo multímetro, assim como segue na próxima imagem: Figura 3 - Resistor Para sabermos o valor, ao menos nominal, de resistência olhamos para a indicação de faixas coloridas na no resistor e comparamos com uma tabela convencional (figura xx). Com isso identificou-se o valor de 180 Ω. Por conseguinte, iniciamos com a montagem do circuito elétrico, nele deveríamos identificar duas grandezas: Diferença de potencial entre os terminais e a corrente do resistor. Com isso em mente montamos da seguinte forma: Figura 4 – Circuito elétrico do resistor Primeiro montamos o circuito para ler a corrente do sistema, com o multímetro de cor preta, para leitura em corrente contínua (mA) e depois inserimos o multímetro laranja na escala de tensão contínua (V) nos terminais do resistor. Esse circuito também valerá para o experimento do varistor, apenas trocaremos o objeto de análise. O procedimento, para os dois experimentos, consistiu em aumentar a tensão da fonte em aproximadamente 2V a cada teste, observando a alteração de corrente e gerando uma tabela de dados. Tabela 1 – Dados do resistor Tensão (V) Corrente (mA) 2.01 0.09 3.99 0.19 5.99 0.30 8.00 0.41 10.03 0.53 3.3 Experimento com resistor não linear Para o varistor (resistor não linear), como dito anteriormente fizemos o mesmo circuito elétrico, apenas mudando para o varistor (figura xx). Dessa maneira realizamos as mesmas mudanças de tensão do experimento anterior, o que nos gerou a tabela 2. Figura 5 – Varistor Tabela 2 – Dados do resistor Tensão (V) Corrente (mA) 12.60 0.01 14.02 0.02 16.02 0.05 17.99 0.08 20.00 0.13 4. DISCUSSÕES E RESULTADOS Com os dados do experimento podemos compreender a diferença entre resistores e varistores, por meio da curva característica de cada um. Onde no resistor temos uma característica linear e no varistor uma característica não-linear. Portanto, com os dados das tabelas podemos montar essas curvas utilizando o software Excel, assim como mostrado nos gráficos a seguir. Gráfico 1 Gráfico 2 5. CONSIDERAÇÕES FINAIS Com o experimento realizado foi possível compreender algumas características físicas e teóricas sobre resistores lineares e não lineares. Mesmo com uma amostragem de dados consideravelmente pequena foi possível ver a diferença nas curvas quando plotado o gráfico, levando a suposições de que seria possível conseguir uma curva ainda mais refinada caso houvesse maior amostra de dados. 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,60 2 4 6 8 10 12 C o rr en te ( m A ) Tensão (V) Resistor 0,01 0,03 0,05 0,07 0,09 0,11 0,13 0,15 12 13 14 15 16 17 18 19 20 C o rr en te ( m A ) Tensão (V) Varistor REFERÊNCIAS GUSSOW, Milton. Eletricidade básica. 2 ed. Rio Grande do Sul: Bookman, 2009. YOUNG, Hugh; FREEDMAN, Roger. Física III – Eletromagnetismo. 12 ed. Rio de Janeiro: Pearson, 2009