Relatório física Experimental III Leis de Kirchhoff

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Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé
	
	
	Curso: 
	Disciplina: 
Física Experimental III
	Turma:
	
	
	Professor (a): 
	Data de Realização:
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Nome do Aluno (a): 
	Nº da matrícula: 
	
	
	
	
	
	
	
	
NOME DO EXPERIMENTO: 
Experimento 7: Leis de Kirchhoff
OBJETIVOS:
Verificar experimentalmente as Leis de Kirchhoff.
INTRODUÇÃO TEÓRICA:
As Leis de Kirchhoff são empregadas em circuitos elétricos mais complexos, como por exemplo, circuitos com mais de uma fonte de resistores estando em série ou em paralelo. Para estuda-las vamos definir o que são Nós e Malhas:
Nó: é um ponto onde três (ou mais) condutores são ligados.
Malha: é qualquer caminho condutor fechado.
Primeira lei de Kirchhoff (lei dos nós): Em qualquer nó, a soma das correntes que o deixam (aquelas cujas apontam para fora do nó) é igual a soma das correntes que chegam até ele. A Lei é uma consequência da conservação da carga total existente no circuito. Isto é uma confirmação de que não há acumulação de cargas nos nós.
Segunda lei de Kirchhoff (lei das malhas): A soma algébrica das forças eletromotrizes (f.e.m) em qualquer malha é igual a soma algébrica das quedas de potencial ou dos produtos iR contidos na malha.
APARELHO UTILIZADO:
Painel para Associações Eletroeletrônicas 
Marca: Cidepe
Modelo: EQ082
Multímetro
Marca: Minipa
Modelo: ET-2042 C
Fonte de Alimentação Digital
Marca: Cidepe
Modelo: EQ030
Cabos
ROTEIRO DO EXPERIMENTO:
Montamos o circuito esquematizado abaixo. Fizemos a conexão dos bornes (5) com (6) e (2) com (3). O borne (1) deve estar ligado ao positivo da fonte e o borne (7) com seu negativo. 
Verificação da Lei das Malhas ou Lei das Tensões, Efetuamos as seguintes atividades:
a) Antes de conectar a fonte de alimentação ao circuito, através do código de cores, identificamos o valor das resistências 𝑅1, 𝑅2 e 𝑅3 com as respectivas tolerâncias.
b) Ainda com a fonte de alimentação desligada, com o multímetro em paralelo montado em cada resistor, selecionamos e anotamos a posição da chave seletora do multímetro para a faixa de resistência desejada. Fizemos a medição da resistência de 𝑅1, 𝑅2 e 𝑅3 e sua incerteza individual. 
c) Ainda com a fonte de alimentação desligada, com o multímetro conectado em paralelo nas extremidades das resistências 𝑅1 e 𝑅3 (com as três ligadas em série como no esquema), selecionamos e anotamos a posição da chave seletora do multímetro para a faixa de resistência desejada. Fizemos a medição do valor da resistência do conjunto (𝑅𝐸𝑄) anotando a incerteza da medição. 
d) Ligue a fonte em 5 DC e com o multímetro em paralelo com cada resistência, selecionamos e anotamos a posição da chave seletora do multímetro para a faixa de tensão. Fizemos a leitura da tensão entre os terminais de cada resistor e anotamos a incerteza da medição.
e) Fizemos o mesmo procedimento medindo a tensão entre os terminais (1) e (7) – que será igual a tensão gerada pela fonte.
f) Desligamos a fonte de alimentação. Inserimos o amperímetro em série (abrindo o circuito) após a fonte de alimentação e escolhemos a faixa adequada. Ligamos a fonte de alimentação nos mesmos 5 V DC e fizemos a medição da corrente que circula no circuito, anotando a posição do seletor e a incerteza da medição.
Verificando a Lei dos Nós ou das Correntes
Montamos o circuito esquematizado abaixo, utilizando as mesmas resistências do procedimento anterior e efetuamos as seguintes atividades:
a) Desligamos a fonte de alimentação. Inserimos o amperímetro em série (abra o circuito) após a fonte de alimentação e escolhemos a faixa adequada. Ligamos a fonte de alimentação nos mesmos 5 V e fizemos a medição da corrente que circula no circuito, anotando a posição do seletor e a incerteza da medição.
b) Fizemos a mesma verificação das correntes que circulam em cada resistor instalando o amperímetro entre os pontos (1) e (2), entre (2) e (3), entre (5) e (6) e entre (6) e (7). Desligamos a fonte para fazer a instalação do amperímetro antes de cada medição. Selecionamos e anotamos a posição da chave seletora do multímetro para a faixa de tensão desejada e fizemos as medições anotando as incertezas da medição.
DADOS COLETADOS: 
	 
	Modelo
	Fabricante
	Nº Série
	Faixa de Medição
	Resolução
	Multímetro na Função Amperímetro
	ET-2042 C
	Minipa
	190398
	20mA – 20A
	200mA
	Multímetro na Função Voltímetro
	ET-2042 C
	Minipa
	190398
	200mV – 1000V
	20V
	Resistor
	Cores identificadas
	Valor Nominal (Rn)
	Tolerância (∆n)
	Valor medido (Rm)
	Incerteza do medidor (∆m)
	Posição do seletor
	R1
	Marrom, preto, preto, preto, marrom.
	100 Ω
	± 1%
	98,3 Ω
	1,2 Ω
	200 Ω
	R2
	Marrom, preto, preto, preto, marrom.
	100 Ω
	± 1%
	98 Ω
	1,2 Ω
	200 Ω
	R3
	Marrom, preto, preto, preto, marrom.
	100 Ω
	± 1%
	98 Ω
	1,2 Ω
	200 Ω
	REQ em Série
	
	
	
	232 Ω
	7,0 Ω
	2 KΩ
	REQ em Paralelo
	
	
	
	33,6 Ω
	0,8 Ω 
	200 Ω
	Identificação das cores:
	Valor medido R1
	Valor medido R2
	
	
	
	Valor medido R3
	REQ
	
	
	Associação em série
	Valor medido
	Incerteza do medidor 
	Posição do seletor
	Tensão entre (1) e (7)
	5,03 V
	9x10^-3 V
	20 V
	Tensão entre (1) e (5)
	1,68 V
	9x10^-3 V
	20 V
	Tensão entre (2) e (6)
	1,69 V
	9x10^-3 V
	20 V
	Tensão entre (3) e (7)
	1,68 V
	9x10^-3 V
	20 V
	Corrente entre (7) e Negativo da fonte
	16,7 V
	9x10^-3 mA
	200mA
	Tensão entre (1) e (7)
	Tensão entre (1) e (5)
	
	
	Tensão entre (2) e (6)
	Tensão entre (3) e (7)
	
	
	Corrente entre (7) e Negativo da fonte
	
	Associação em paralelo
	Valor medido
	Incerteza do medidor 
	Posição do seletor
	Corrente entre (1) e o positivo da fonte
	139,6 mA
	9x10-3 mA
	200 mA
	Corrente entre (1) e (2)
	49,2 mA
	9x10-3 mA
	200 mA
	Corrente entre (2) e (3)
	95,6 mA
	9x10-3 mA
	200 mA
	Corrente entre (5) e (6)
	49,2 mA
	9x10-3 mA
	200 mA
	Corrente entre (6) e (7)
	95,2 mA
	9x10-3 mA
	200 mA
	Corrente entre (1) e o positivo da fonte
	Corrente entre (1) e (2)
	
	
	Corrente entre (2) e (3)
	Corrente entre (5) e (6)
	
	
	Corrente entre (6) e (7)
	
CÁLCULOS: 
Valor nominal da resistência
	R1 = abc . d±e
R1 = 100 . 1 ± 1%
R1 = 100Ω ± 1%
	R2 = abc . d±e
R2 = 100 . 1 ± 1%
R2 = 100Ω ± 1%
	R3 = abc . d±e
R3 = 100 . 1 ± 1%
R3 = 100Ω ± 1%
Cálculo REQ Resistores
	Valor teórico em série:
	R1 = 100Ω
R2 = 100Ω
R3 = 100Ω
	Req = R1 + R2 + R3
Req = 100 + 100 + 100
Req = 300 Ω
	Valor obtido em série:
	R1 = 98,3Ω
R2 = 98 Ω
R3 = 98 Ω
	Req = R1 + R2 + R3
Req = 98,3 + 98 + 98
Req = 294,3 Ω
	
Valor teórico em paralelo:
	R1 = 100Ω
R2 = 100Ω
R3 = 100Ω
	
	
Valor obtido em paralelo:
	R1 = 98,3Ω
R2 = 98 Ω
R3 = 98 Ω
	
V = 100 * (16,7 X 10^-3)
V = 1,67 V
VT = V1+V2+V3
VT = 1,68 +1,69+ 1,68
VT = 5,05 V
I = 16,7 mA
Nó+(-Nó)= 0
(49,2+95,6) - (49,2+95,6)= 0
ANÁLISE DOS RESULTADOS:
Em relação à verificação da Lei das Malhas ou Lei das Tensões, responda as seguintes questões: 
Utilizando a Lei de Ohm calcule a ddp aplicada a cada componente considerando as incertezas envolvidas e compare a ddp teórica com os valores medidos considerando as incertezas envolvidas. Os valores são coerentes?
R: Sim, os resultados são bem próximos como mostrado acima.
A soma dos valores das ddp de cada componente é igual à tensão gerada pela fonte de alimentação considerando as incertezas envolvidas? 
R: Sim. Como mostrado acima e considerando as incertezas.
Foi validada a Lei das Malhas ou Lei das Tensões?
R: Sim. Porque segundo esta Lei, a soma das variações de potencial em um circuito é igual fechado é nula. Isto decorre de iniciar e terminar com o mesmo valor de potencial.Em relação à verificação a Lei dos nós ou das correntes, responda as seguintes questões: 
Podemos afirmar que a corrente que circula pela fonte de alimentação é igual à soma das correntes que circula nos resistores? Considere as incertezas envolvidas.
R: Sim. Como mostrar o cálculo acima.
Foi validada a Lei dos Nós ou das Correntes? Justifique sua resposta.
R: Sim. Porque a soma algébrica das correntes em um nó é igual a zero, visualizando no cálculo acima.