4° experimento Lei de Ohm

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
Michael Lenon, Diana Motta e Julio Cesar.
FÍSICA EXPERIMENTAL Ill
Lei de OHM – Resistência Elétrica
Rio de Janeiro, 2016.
1 - Resumo
Neste experimento definiremos a resistência elétrica de um condutor como sendo o quociente da diferença de potencial entre seus extremos, e de corrente elétrica que por ele circula. E verificaremos se o resistor é ôhmico nesta faixa de voltagem. Este relatório tem como finalidade principal demonstrar, através de cálculos, as principais diferenças nas características entre resistores dos tipos ôhmicos e não ôhmicos.
2 – Objetivo
Esse experimento consiste em:
- Determinar a relação entre a tensão e a corrente elétrica aplicadas sobre um resistor;
- Desenhar a curva característica V versus I de um resistor ôhmico;
- Identificar um resistor ôhmico.
3 – Introdução
A experiência tem como objetivo determinar a relação entre a tensão (ddp) e a corrente elétrica aplicadas em um resistor, onde deveremos comprovar a explicação teórica inicial informada pelo professor.
Observamos o efeito da resistência elétrica no circuito montado da experiência, desenharemos a curva de tensão e corrente elétrica, e calcularemos o valor médio do resistor, utilizando a Lei de Ohm.
4 - Desenvolvimento Teórico
A Lei de Ohm, assim designada em homenagem ao seu formulador, o físico alemão Georg Simon Ohm (1787-1854), afirma que, para um condutor mantido à temperatura constante, a razão entre a tensão entre dois pontos e a corrente elétrica é constante. Essa constante é denominada de resistência elétrica.
Os resistores são elementos de circuito que consomem energia elétrica, convertendo-a integralmente em energia térmica. A conversão de energia elétrica em energia térmica é chamada de Efeito Joule.
Os resistores podem ser encontrados em vários objetos, como por exemplo, no chuveiro, na lâmpada, etc. A figura abaixo nos mostra como os resistores são representados em um circuito elétrico.
Quando uma corrente elétrica é estabelecida em um condutor metálico, um número muito elevado de elétrons livres passa a se deslocar nesse condutor. Nesse movimento, os elétrons colidem entre si e também contra os átomos que constituem o metal. Portanto, os elétrons encontram uma certa dificuldade para se deslocar, isto é, existe uma resistência à passagem da corrente no condutor.
Resistência elétrica é a capacidade de um corpo qualquer se opor à passagem de corrente elétrica mesmo quando existe uma diferença de potencial aplicada. Seu cálculo é dado pela Primeira Lei de Ohm, e, segundo o Sistema Internacional de Unidades (SI), é medida em ohm.
5 - Esquema de montagem.
Para a realização deste experimento foram utilizados os seguintes materiais:
Uma fonte de alimentação DCC de tensão variável;
Um painel para associação de resistores;
Uma chave liga-desliga;
Quatro conexões com pinos banana;
Um multímetro.
6 - Procedimento experimental e Resultado:
Inicialmente como mostra a Figura 1, em função do experimento, foram ligados fios condutores a uma fonte de alimentação regulando a tensão para o valor de 0,0 V e ajustou-se o multímetro na função miliamperímetro na escala de 200 mA. Onde o polo positivo foi ligado a um painel de associação de resistores passando por um multímetro, já o polo negativo foi ligado a uma chave que em seguida foi ligada também ao painel de resistores, com o objetivo de gerar na fonte de alimentação as tensões de 0,5v, 1v, 1,5v, 2v, 2,5v e 3v e medir a corrente de cada uma dessas tensões.
Após a obtenção tanto das tensões quanto das correntes pertinentes a cada uma, utilizamos a relação existente entre as duas grandezas para realizar o cálculo da resistência. Com os valores de corrente que foram obtidos conforme a variação de tensão construiu-se a Tabela 1. 
Figura 1: Montagem do Experimento
 Como mostra a figura 2. Para realização da segunda parte do experimento novamente foram ligados fios condutores a uma fonte de alimentação regulando a tensão para o valor de 0,0 V e ajustou-se o multímetro na função miliamperímetro na escala de 200 mA. Onde o polo positivo foi ligado a uma lâmpada do painel de associação de resistores passando pelo multímetro, já o polo negativo foi ligado a uma chave, e posteriormente a mesma lâmpada do painel de associação de resistores, com o objetivo de gerar na fonte de alimentação as tensões de 0,5v, 1v, 1,5v, 2v, 2,5v e 3v e medir a corrente de cada uma dessas tensões.
Após a obtenção tanto das tensões quanto das correntes pertinentes a cada uma, utilizamos a relação existente entre as duas grandezas para realizar o cálculo da resistência. Com os valores de corrente que foram obtidos conforme a variação de tensão construiu-se a Tabela 2. 
Figura 2: Montagem do Experimento
 
	
	
	
	
	
	
	0,5
	
	
	
	
	
	1
	
	
	
	
	
	1,5
	
	
	
	
	
	2
	
	
	
	
	
	2,5
	
	
	
	
	
	3
	
	
	
	
	
Tabela 1
Usando os dados da tabela calculamos o Ajuste Linear:
a = 0,010827
b = 0,8992
A partir da média aritmética calculamos a variância e em seguida o desvio padrão:
Média aritmética em x: 0,016133333
Média aritmética em y: 1,75
Variância em x: 0,000076973
Variância em y: 0,75
Desvio padrão em x: 0,008773403
Desvio padrão em y: 0,876
Vide os cálculos manuscritos em arquivo anexo (1).
6.1 – Aferindo a resistência de diferentes tensões e suas médias: Depois que montamos o equipamento deixamos a chave na posição desligada e ligamos a fonte de alimentação e regulamos para 0,0V. Em seguida regulamos o multímetro na posição de 200mA, nesse experimento utilizaremos a tensão de 0,5V até 3,0V e aumentamos a tensão de 0,5V em 0,5V. Com os valores obtidos no experimento, montamos a tabela:
	Tensão Elétrica
	Corrente Elétrica
	
	
	 A
	
	
	 A
	
	
	 A
	
	
	 A
	
	
	 A
	
	
	 A
	
	
	 A
	
	
	 A
	
	
	 A
	
	
	 A
	
Tabela 2
7 - Discussão Dos Resultados
Item 1: Construiu-se um gráfico conforme os dados da Tabela 1, onde o eixo y comporta os valores de tensão elétrica em V, o eixo x comporta os valores de corrente elétrica em mA e a resistência em Ω.
Vide o gráfico manuscrito em arquivo anexo (2).
Item 2: É uma reta uniforme do tipo y= ax+b.
Item 3: A ddp é proporcional à corrente elétrica.
Item 4: A inclinação da curva tensão (V) versus corrente (I) está associada ao parâmetro R= ∆V/ ∆I, onde, V = RxI. Sendo R o coeficiente angular da equação descrita.
Item 5: Resistor ôhmico tem esse nome por respeitar a primeira Lei de Ohm, onde a tensão é proporcional à intensidade da corrente elétrica (R=V/I)
Item 6: Ôhmico, porque percebe-se pelo gráfico que os dados satisfazem a equação R=V/I.
Resistores ôhmicos são resistores em que a diferença de potencial (ddp), (V) aplicado é proporcional a corrente elétrica (I), para eles a relação entre a ddp e a corrente é constante e chamada de resistência elétrica (R).
8 - Conclusão
Durante o trabalho pudemos associar o que aprendemos na teoria, com a prática dada no laboratório. Concluímos que a Corrente I de uma Resistência é diretamente proporcional à Tensão V aplicada e inversamente proporcional à Resistência R, obedecendo a Primeira lei de Ohm: “Em um condutor ôhmico, mantido à temperatura constante, a intensidade de corrente elétrica é proporcional à diferença de potencial aplicada entre suas extremidades, ou seja, sua resistência elétrica é constante”. Para uma Resistência Fixa (R), quanto maior for a Tensão (V), maior é a Corrente (I) que a atravessa. Para uma Tensão fixa aos terminais de uma Resistência, quanto maior for a Resistência, menor é a Corrente que a atravessa.
Nesse experimento foi analisada a resistência elétrica e a variação de corrente quando aplicado uma variação de tensão.
Analisamos a medição de correntes e medição de tensão elétrica, aplicamosessas variações graficamente para obter o gráfico tensão versus corrente. 
Analisamos a principal diferença entre os resistores ôhmicos e os não ôhmicos. Quando temos V=R.I, para o gráfico V x I teremos uma reta, quando aumentamos a tensão aplicada, aumentou-se a corrente dissipada. E assim observamos graficamente uma reta, linear. 
Então, montamos um circuito simples e usamos um multímetro para medir a corrente e observar o comportamento quando variamos a aplicação de tensão.
Montou-se um esquema laboratorial que nos fornecesse inicialmente um comportamento da resistência em um tipo de mesa com quatro fios de materiais onde não se sabe ao certo suas propriedades e seções transversais diferentes. Para isso aplicamos cinco diferentes tensões da fonte em corrente contínua, aumentamos 0,5 volts, obtendo cinco diferentes valores de voltagem e corrente dos fios da mesa medidos através do multímetro.
Uma resistência é dita ôhmica quando o seu valor numérico independe da tensão aplicada. Se o valor numérico da resistência depender da tensão aplicada, ela é dita não ôhmica. Quando um resistor obedece á Lei de Ohm, o gráfico V versus I é uma linha reta, sendo, por isso, chamado de resistor linear. Em determinado tipos de resistores metálicos, a resistência é constante e independe da tensão aplicada, apenas se a temperatura permanecer constante. Nos resistores não ôhmicos, a resistência é altamente dependente da tensão aplicada, ocorrendo diversas variações dentro de suas medidas. 
9 - Referência
Leis de OHM
< http://www.infoescola.com/fisica/leis-de-ohm >
 Acesso: 16 mar. 2016. 
Lei de OHM
< http://ensinoadistancia.pro.br/EaD/Eletromagnetismo/LeiOhm/LeideOhm.html>
 Acesso: 16 mar. 2016.