Relatório Física Lei de Ohm Final

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Licenciatura em Química 
Campus Duque de Caxias 
Ivaneia Barreto Beltrão
Joaquim Vinícius Vieira de Almeida
Letícia Aires de Farias
Vanderlei de Araújo Lima
LEI DE OHM
Duque de Caxias/RJ
Junho/2015
Ivaneia Barreto Beltrão
Joaquim Vinícius Vieira de Almeida
Letícia Aires de Farias
Vanderlei de Araújo Lima
 
LEI DE OHM
Trabalho apresentado ao Professor Rafael Pereira Santana, da disciplina Física Geral III, do Curso de Licenciatura em Química.
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Duque de Caxias/RJ
Junho/2015
RESUMO
A geração de energia quando uma corrente elétrica atravessa um fio é explicada pelo efeito joule, em que os elétrons livres se chocam com os átomos do condutor convertendo a energia elétrica em energia térmica. Os elementos utilizados para realizar essa transformação (dissipação de energia) ou até mesmo para limitar a intensidade de corrente sã chamados de resistores e sua principal propriedade elétrica é a resistividade elétrica, que responde pela resistência ao fluxo de corrente elétrica. Podemos observar a influência dos resistores, na voltagem e na intensidade de corrente, a partir de um experimento realizado em aula no laboratório de física, onde se pode observar, experimentalmente, a aplicação das Leis de Ohm, através da montagem de um sistema fechado com dois resistores. Utilizando dois multímetros a voltagem constante deste sistema (voltímetro) e a intensidade da corrente elétrica (amperímetro) presente foram medidas e através dos dados aferidos foi construído um gráfico da voltagem do resistor em função da corrente elétrica. As medidas apresentadas pela fonte de alimentação nos forneceram dados coerentes com a literatura e o gráfico nos permitiu comprovar a aplicação da Lei de Ohm bem como a linearidade dos resistores utilizados.
Palavras-chave: Lei de Ohm, Corrente, Energia.
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO.....................................................................................................5
2. REVISÃO DA LITERATURA.............................................................................5
3. METODOLOGIA..................................................................................................7
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO...........................................................................8
5. CONCLUSÃO.....................................................................................................10
6. REFERÊNCIAS...................................................................................................10
1.	INTRODUÇÃO
Os postulados do físico alemão Georg Simon Ohm foram extremamente importantes no campo da física, e deram origem as chamadas Leis de Ohm, aplicadas na determinação da resistência elétrica de condutores. Através de seus experimentos, Georg definiu o conceito de resistência elétrica e demonstrou que, no condutor, a corrente elétrica é diretamente proporcional a diferença de potencial aplicada (ddp), dando origem a Primeira Lei de Ohm.
A resistência elétrica designa a capacidade de um condutor em se opor a passagem de corrente elétrica, sendo medida pela grandeza Ω (Ohm). Os resistores são dispositivos capazes de transformar energia elétrica em energia térmica através do efeito joule.1
Os resistores que obedecem a primeira lei de Ohm são chamados ôhmicos ou lineares, possuindo a intensidade (i) da corrente elétrica diretamente proporcional a sua diferença de potencial (ddp). Os resistores que não obedecem tais postulados são chamados não ôhmicos ou não lineares. 1
2.	REVISÃO DA LITERATURA 
Ao aplicar-se uma ddp1, uma I1 percorre o condutor. O físico e matemático Georg Simon Ohm constatou experimentalmente que, mantendo-se a temperatura constante, a razão da ddp aplicada pela respectiva intensidade de corrente resultava em uma constante característica daquele determinado resistor.
 
 = = = ... = (1)
 
Essa constante R, denominada resistência elétrica do resistor, é independente da ddp aplicada e da corrente elétrica, mas depende do condutor utilizado e da temperatura.
 = R ou (2)
Segundo a lei de Ohm, a causa do movimento das cargas elétricas está relacionado com o efeito da passagem da corrente, podendo ser definida como o quociente da ddp nos terminais de um resistor pela intensidade de corrente elétrica que o atravessa sendo constante para cada resistor. Todo resistor que obedece à lei de Ohm é denominado resistor Ôhmico.
A resistência elétrica é inversamente proporcional à intensidade de corrente, ou seja, quanto maior a resistência, menor será a intensidade de corrente.
A lei de Ohm é representada pela equação de um resistor Ohmico de resistência R e assume uma função linear entre a ddp e a corrente elétrica, e é chamado também de condutor linear. Na figura 1 observamos um função afim de U em função de I. A resistência elétrica do condutor corresponde à resistência elétrica do resistor, conforme segue abaixo. A equação da reta tangente é determinada pelo cálculo da equação da reta de tendência gerada pelo gráfico, onde a reta de tendência é gerada por valores teóricos estimados para os pontos experimentais gerados. É calculada pela inclinação (a) da reta de tendência, a intersecção de y (b) e substituir seus valores na equação da reta linear: (3). 
 (4)
Figura 1. Gráfico de uma função ôhmica
 
Os resistores não ôhmicos, ou seja, que não obedecem a lei Ohm, possuem curva da função passando pelo zero, mas não são retas (Figura 2).
 
Figura 2. Gráfico de uma função não ôhmica.
 
Nesses condutores não-lineares, a curva característica e determinada experimentalmente. Podemos encontrar através do obtenção do coeficiente angular da secante que passa pela origem e pelo ponto considerado (tg β = Rap e tg β’ = R’ap). 2
3.	METODOLOGIA
Materiais Utilizados:
01 painel acrílico para a associação de resistores foi utilizado um quadro eletroeletrônico II CC e AC modelo EQ230B da marca Cidepe.
02 multímetros, modelo MD920 da marca Kita. 
Fios para conexão elétrica.
01 fonte de alimentação digital de 110V, modelo Nadal – CC, marca Cidepe.
02 Resistores do modelo EQ230B da marca Cipede.
Procedimento Experimental:
Inicialmente com o auxílio do multímetro virar a chave rotativa deste para a função de tensão alternada (V~) no valor mais alto (600V), conforme o valor obtido regular a chave para obter uma maior precisão e observar a voltagem da tomada antes de conectar a fonte de alimentação, evitando que ocorra um acidente ao conectar o aparelho diretamente a energia elétrica. E ainda, virar a chave rotativa deste para a função de resistência (Ω) e verificar a resistência dos resistores R1 e R2. Depois posicionar os multímetros com funções diferentes, um na opção de voltímetro, onde irá verificar a voltagem constante presente no sistema, e o segundo multímetro na posição de amperímetro, para indicar a intensidade da corrente elétrica presente no sistema. Com os resistores e os fios montar um sistema fechado de condução de corrente elétrica e em pontos específicos medir a voltagem (V) e a amperagem () e conectar o quadro eletroeletrônico a fonte de alimentação, ajustando os valores da voltagem da fonte (Vf) no aparelho. De acordo com a figura 3, montar o sistema.
Figura 3:Circuito elétrico em série com fonte contínua
Com o sistema montado conectar a fonte de alimentação ao painel acrílico e fornecer voltagem variadas e observa as voltagens e amperagens obtidas nessa variação e analisar os resultados obtidos de acordo com a lei de Ohm.
4.	RESULTADOS E DISCUSSÃO
A análise da voltagem e das resistências iniciais foram realizadas. Obteve-se na tomada a voltagem de 110 volts, apropriada para a fonte de alimentação. Os resistores R1 e R2 obtiveram osvalores de 147 kΩ e 100 Ω, respectivamente. O sistema foi montado de acordo com a figura 3 e apresentou a seguinte montagem demonstrada na figura 4.
Figura 4: Montagem do sistema no quadro eletroeletrônico
Os valores fornecidos pela fonte de alimentação possuem um erro experimental de ± 0,1, e de acordo com esses valores fornecidos ao sistema a voltagem e a intensidade da corrente elétrica foram verificadas nos pontos demonstrados pela figura 1 e reunidos na tabela abaixo:
Tabela 1: Resultados obtidos na voltagem e amperagem do sistema montado
	Voltagem fornecida pela fonte (Vf )
	Voltagem do R1 (VR)
	Intensidade da corrente elétrica (μA)
	0,5 ± 0,1
	0,55
	03,8
	1,0 ± 0,1
	1,10
	07,5
	2,0 ± 0,1
	2,03
	13,9
	3,0 ± 0,1
	3,03
	20,7
	4,0 ± 0,1
	4,04
	27,6
	5,0 ± 0,1
	5,01
	34,9
	6,0 ± 0,1
	6,08
	41,6
	7,0 ± 0,1
	7,07
	48,3
	8,0 ± 0,1
	8,14
	55,6
	9,0 ± 0,1
	9,14
	62,4
	10,0 ± 0,1
	10,20
	69,7
	12,0 ± 0,1
	12,18
	83,2
De acordo com os dados obtidos foi feito um gráfico da voltagem de R1 em função da corrente elétrica apresentando a reta de tendência do gráfico e a equação de tendência, demonstrado no gráfico 1
Gráfico 1: Voltagem X Corrente Elétrica
Ao analisarmos o gráfico 1 podemos observar que os valores obtidos como resultado apresentam uma linearidade, com isso podem ser interligados através de segmentos de reta entre os pontos antecessores e sucessores apresentando assim o mesmo coeficiente angular em todos os segmentos sendo constante em todos os pontos no decorrer da reta. Com esses dados expressados em forma de reta podemos comprovar que o resistor utilizado para o experimento era um resistor ôhmico onde o valor da tangente de Ѳ é constante, comprovando ainda o seu coeficiente angular ser constante.
A reta de tendência irá demonstrar os valores teóricos esperados para a amostra, considerando os erros envolvidos e identificando um valor médio para definir o resultado esperado para o cálculo teórico. A equação que representa a reta de tendência é feita com base nos valores experimentais obtidos e podemos ainda encontrar o valor do coeficiente angular (a) e o coeficiente linear (b) na equação (a equação da reta de tendência é demonstrada no tópico revisão da literatura a equação 3). Ao analisarmos o coeficiente angular desta reta podemos observar que este valor muito próximo ao valor do resistor, como era esperado, comparando assim o valor do coeficiente angular de que é igual ao valor do resistor de 147 k. Se observarmos o erro experimental (E²) podemos afirmar que os dados experimentais tiveram uma perda muito pequena, o que pode ser desconsiderado, comprovando também que o resistor utilizado era um resistor ôhmico.
5.	CONCLUSÃO
Os resultados obtidos foram capazes de satisfatoriamente explicar o comportamento do resistor observado. Como analisado através do gráfico dos resultados experimentais, o resistor 1 segue a idealidade da lei de Ohm e portanto se comportou como um resistor ôhmico. Isso pode ser observado pela linearidade da curva gerada pelo gráfico e que tem o mesmo comportamento do gráfico teórico de um resistor ôhmico (Figura 1).
A confiança nos resultados obtidos é reforçada pela alto valor do coeficiente de determinação (E2) e isso nos fornece um modelo que é capaz de explicar 99,99% dos valores observados. 
Os resultados do experimento corroboram a validade da lei de Ohm e como consequência a sua utilização na analise de resistores. 
 
6.	REFERÊNCIAS
1 HALLYDAY,David, RESNICK, Jearl Walker, 1916 - Fundamentos de Física, volume : eletromagnetismo. Tradução e revisão técnica Ronaldo Sérgio de Biasi. - [Reimpr.] - Rio de Janeiro: LTC, 2010, p 151.
2 RAMALHO, Junior, Francisco, 1940- Os Fundamentos da Física- 9. ed. rev. e ampl. - São Paulo; Moderna,2007. 
LEI DE OHM, disponível em: <http://www.todamateria.com.br/leis-de-ohm/> acesso em : 22 de junho de 2015, às 23;54h.
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