Relatório - FIS123 - Experimento 4

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Universidade Federal da Bahia 
 
Instituto de Física 
 
 
FIS123 – Física Geral e Experimental III-E 
 
 
 
EXPERIÊNCIA 04 
 
RESISTÊNCIAS NÃO LINEARES POR EFEITO DE 
TEMPERATURA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Luciano Pereira 
Marcel Lobão 
 
 
Salvador 
Outubro de 2015 
 
Objetivo 
Mostrar o efeito da temperatura sobre um resistor metálico (lâmpada incandescente) e 
em um semicondutor termistor. Levantar a curva característica da lâmpada e do 
termistor. Interpretar a não-linearidade das características. 
 
Lista de Materiais 
 
● Fonte de tensão; 
● Medidor multiescala usado como voltímetro; 
● Medidor multiescala usado como amperímetro; 
● Termistor; 
● Lâmpada comum; 
● Placa de ligação; 
● Chave liga-desliga; 
● Fios. 
 
Metodologia e Discussão dos Resultados 
 
Parte 1 
 Inicialmente foi montado o circuito a seguir: 
 
A partir daí, foi feita uma tabela com diferentes valores de corrente, pré-definidas 
pelo roteiro (e confirmadas pelo multímetro). Registramos os valores de tensão 
apresentados no voltímetro e na fonte utilizada. 
Com esses valores, calculamos a resistência interna �� do amperímetro através da Lei 
de Ohm. O valor da resistência muda de acordo com o calibre usado para fazer as 
medidas. 
��(��) ��(��) �(�) ��(�) ��(�) 
2,5 0,025 0,25 0,005 100 
25 0,25 0,26 0,005 10,4 
250 2,5 0,30 0,005 1,2 
 
Tabela 1: Determinação da resistência interna do amperímetro (��). 
 
Legenda: �� - Corrente elétrica medida no amperímetro; 
 �� - Desvio avaliado da corrente; 
 � - Tensão; 
 �� - Desvio avaliado da tensão; 
 �� - Resistência interna do amperímetro. 
 
Parte 2 
O segundo circuito montado foi o mostrado na figura abaixo: 
 
A partir daí, foram obtidos vários valores de tensão e corrente. A mínima 
corrente calculada em que a lâmpada começava a brilhar era de 150 mA. 
 
� (��) � (�) �. �. (�) 
25 0.075 0.5 
50 0.16 0.5 
75 0.295 0.5 
100 0.4 2.5 
125 0.7 2.5 
150 1 2.5 
175 1.2 2.5 
200 1.65 2.5 
225 2.1 2.5 
250 2.6 10 
 
Tabela 2: Tensão medida para cada corrente utilizando a lâmpada no circuito. 
 
Legenda: � – Corrente elétrica; 
 � – Tensão; 
 �. �. – Fundo de Escala do Voltímetro. 
 
 
 
Gráfico 1: Curva característica da lâmpada (� � �). 
 
O gráfico acima não é linear, pois a resistência interna da lâmpada varia de 
acordo com a temperatura, que é proporcional ao valor da corrente. Sendo assim, a 
resistência será a derivada da função no ponto, dados tensão (�) e corrente (�). 
Foi feita, então, uma aproximação da função pelo método dos mínimos quadrados 
resultando na expressão � = 4 ∗ 10���� − 0,0006 ∗ � + 0,0774. A derivada (
��
��
= �), 
então, será: � = 8 ∗ 10��� − 0,0006. 
Dessa forma, a resistência estática (parcela da resistência elétrica que não varia 
com a temperatura) da lâmpada será o termo independente � = 0,0006 �. Sendo o 
coeficiente angular positivo, concluímos também que a resistência aumenta com a 
temperatura. 
 
Parte 3 
Utilizando o mesmo circuito, somente trocando a lâmpada por um termistor, 
obtivemos os seguintes valores: 
 
 
 
� (��) � (�) �. �. (�) 
0.25 0.25 2.5 
0.5 0.55 2.5 
0.75 0.8 2.5 
1 1.1 2.5 
1.25 1.35 2.5 
1.5 1.6 2.5 
1.75 1.85 2.5 
2 2.15 2.5 
2.25 2.45 2.5 
2.5 2.8 10 
 
Tabela 3: Tensão medida para cada corrente utilizando o termistor no circuito. 
 
Gráfico 2: Curva característica do termistor (� � �). 
 
Analisando o gráfico acima, percebemos que o termistor possui resistência 
aproximadamente constante na faixa de correntes estudada. O comportamento do 
gráfico � � � é linear (resistor ôhmico). A geração de calor com essa faixa de correntes 
não foi suficiente para alterar significativamente a resistência do termistor. Com base 
nesse gráfico, podemos calcular a resistência elétrica do termistor como sendo o 
coeficiente angular obtido com o método dos mínimos quadrados. A resistência 
calculada foi de 1,103 Ω. 
 
Parte 4 
Com o circuito do termistor, foi feita uma calibragem para uma corrente de 1,5 
mA (fundo de escala de 2,5 mA). Assim medimos uma tensão de 1,6 V (fundo de 
escada de 2,5 V). Ao aquecer o termistor (segurando com os dedos), foi verificado um 
aumento na corrente para 1,8 mA. 
Esse procedimento foi repetido com uma corrente de 50mA (fundo de escala de 
250 mA), e obteve-se uma tensão de 10 V (fundo de escala de 50 V). Ao aquecer o 
termistor, da mesma forma feita anteriormente, notou-se uma redução da corrente para 
40 mA. 
Com isso, conclui-se que para menores intensidades de corrente, um aumento 
de temperatura reduz a resistência do termistor (resistência inversamente proporcional 
à temperatura), enquanto para maiores intensidades de corrente, o aumento de 
temperatura eleva a resistência do termistor (resistência diretamente proporcional à 
temperatura).