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173 Universidade Federal do Oeste do Pará – UFOPA: Notas de Aula do LabEF /João A. P. Nascimento 29. RESISTIVIDADE OBJETIVO Determinar a resistividade 𝜌 de fios metálicos. INTRODUÇÃO A resistividade elétrica, grandeza denotada por ρ (letra grega denominada rô), é uma propriedade específica dos materiais e depende de características microscópicas intrínsecas de cada material. A resistividade também depende da temperatura, sendo que para os metais costuma-se considerar que a resistividade aumenta linearmente com a temperatura (para pequenas variações de temperatura). A resistividade apresenta valores muito altos para os isolantes e valores baixos para os metais, que aso bons condutores de eletricidade. A Tabela 30 fornece alguns valores da resistividade elétrica para alguns materiais. Tabela 30: Resistividade de alguns materiais a temperatura de 20 ° C. Material Resistividade (𝝆) [𝛀. 𝒎] Aço 𝟏, 𝟔𝟎 × 𝟏𝟎 𝟕 Ouro 𝟐, 𝟒𝟒 × 𝟏𝟎 𝟖 Cobre 𝟏, 𝟕𝟐 × 𝟏𝟎 𝟖 Níquel 𝟔, 𝟗𝟗 × 𝟏𝟎 𝟖 Alumínio 𝟐, 𝟕𝟓 × 𝟏𝟎 𝟖 Tungstênio 𝟓, 𝟐𝟓 × 𝟏𝟎 𝟖 Ferro 𝟗, 𝟔𝟖 × 𝟏𝟎 𝟖 Níquel Cromo 𝟏, 𝟎𝟎 × 𝟏𝟎 𝟔 A resistividade relaciona-se a uma grandeza macroscópica denominada resistência elétrica, 𝑅. A resistência é uma característica de cada resistor e mede a dificuldade que os átomos oferecem à passagem da corrente elétrica. A resistência depende do comprimento 𝐿 e da área transversal 𝐴 e do material de que o resistor é feito, matematicamente podemos escrever esta relação como: 𝑅 = 𝜌 𝐿 𝐴 (1) 174 Universidade Federal do Oeste do Pará – UFOPA: Notas de Aula do LabEF /João A. P. Nascimento Onde o 𝜌 é a constante de proporcionalidade, veja o exemplo na Figura 85. Nota-se que o fio condutor deve ser homogêneo. Figura 85: Condutor cilíndrico, homogêneo, de comprimento 𝐿 e área de seção o transversal 𝐴. MATERIAIS NECESSÁRIOS 1. Fio condutor de níquel cromo com diâmetro de (𝑑 = 0,36); 2. Fio condutor de níquel cromo com diâmetro de (𝑑 = 0,51); 3. Fio condutor de níquel cromo com diâmetro de (𝑑 = 0,72); 4. Fio condutor de ferro com diâmetro de (𝑑 = 0,51); 5. Multímetros digitais e 6. Fonte de tensão variável. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS Usando o multímetro na função ohmímetro (na escala 200 𝛺), meça a resistencia 𝑅. As medidas devem obedecer a um ponto fixo P1 que fica na extremidade do painel e os pontos correspondentes a 200 mm, 400 mm, 600 mm, 800 mm e 1000 mm (ver Figura 86). Figura 86: Arranjo experimental para determinação da resistividade. 175 Universidade Federal do Oeste do Pará – UFOPA: Notas de Aula do LabEF /João A. P. Nascimento Preencha os dados de 𝑅 e 𝐿 e 𝐴 em tabela, ver exemplo da Tabela 31. Tabela 31: Dados experimentais para obtenção da resistividade. 𝐢 𝐑 (𝛀) 𝐋 (𝐦𝐦) 𝐀 (𝐦𝐦𝟐) 𝐋 𝐀⁄ (𝐦𝐦−𝟏) 1 0 0 0 2 200 3 400 4 600 5 800 6 1000 Utilizando os dados da Tabela 31, plote o gráfico da resistência elétrica 𝑅 em função de 𝐿/𝐴. Utilize o método de ajuste linear para encontra 𝜌. Verifica-se que a Equação (1) é da forma linear, conforme a equação abaixo: 𝑌 = 𝑎𝑋 + 𝑏 (2) Onde 𝑌 = 𝑅 𝑒 𝑋 = 𝐿 𝐴 (3) E as constantes são 𝑎 = 𝜌 𝑒 𝑏 = 0. (4) A área da seção transversal do fio é obtida pela equação 𝐴 = REFERÊNCIAS CAMPOS, Agostinho Aurélio Garcia; ALVES, Elmo Salomão; SPEZIALI, Nivaldo Lúcio. Física experimental básica na universidade. Editora UFMG, 2008. HALLDAY, R e RESNICK, R.: FÍSICA 3, 4ª edição – 1984, Livros Técnico científicos S. A. Rio de janeiro – RJ. HEWITT, P. G.:Física Conceitual, 11ª edição – 2011, editora Bookman. Porto Alegre