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Objetivo Neste experimento você determinará o valor de uma resistência, utilizando o código de cores. Determinara a tolerância do valor de uma resistência pelo código de cores. Determinará a relação entre diferencial de potência aplicada aos extremos de uma resistência e elétrica e a intensidade de corrente que circula pela mesma. Construirá a curva característica de uma resistência ôhmica. E identificará uma resistência ôhmica. Revisão Teórica Para determinar algebricamente o valor de um resistor é necessário conhecer o código de cores de resistores, como mostra a Figura 1. Figura 1: Código de cores de um resistor. O código e cores da norma internacional IEC Os resistores produzidos industrialmente observam o código de cores e norma internacional IEC. Este código serve para caracterizar o valor da resistência, e em alguns casos, a sua tolerância e a temperatura. Dependendo da série do resistor, a norma prevê o uso de 3,4,5 ou 6 faixas de cores para o valor comercial de um resistor. Os resistores com 4 faixas de cor. (Ver Figura 1) A cor da Faixa 1 representa o valor do primeiro digito, A cor da Faixa 2 representa o valor do segundo digito, A cor da Faixa 3 representa o número de zeros a ser adicionado aos dígitos anteriores, A cor da Faixa 4 representa a tolerância. Os resistores com 5 faixas de cor. (Ver Figura 1) A cor da Faixa 1 representa o valor do primeiro dígito, A cor da Faixa 2 representa o valor do segundo dígito, A cor da Faixa 3 representa o valor do terceiro dígito. A cor da Faixa 4 representa o número de zeros a ser adicionado aos dígitos anteriores, A cor da Faixa 5 representa a tolerância. Os resistores com 5 faixas de cor. (Ver Figura 1) A cor da Faixa 1 representa o valor do primeiro dígito, A cor da Faixa 2 representa o valor do segundo dígito, A cor da Faixa 3 representa o valor do terceiro dígito. A cor da Faixa 4 representa o número de zeros a ser adicionado aos dígitos anteriores, A cor da Faixa 5 representa a tolerância. A cor da Faixa 6 representa o coeficiente de temperatura em partes por mil ohms por graus célsius. Lei de Ohm O cientista alemão Georg Ohm realizou várias experiências medindo as voltagens e as correntes correspondentes quando aplicada em diversos condutores feito de substancias diferentes. Verificou então que, para muitas matérias, principalmente os metais, a relação entre voltagem e a corrente mantinha-se constante, isto é: Que representa o valor da resistência “R” do condutor. Logo, Ohm concluiu que para aqueles condutores tinha-se R = constante. Este resultado é conhecido como a Lei de Ohm: para um grande número de condutores (principalmente os metais), o valor da resistência permanece constante, não dependendo da voltagem aplicada ao condutor, ou seja, designada como: V = R ∙ i. É por isso que condutores desse tipo são chamados de condutores ôhmicos. A unidade de resistência elétrica no sistema internacional é o Ohm (Ω). A 1ª Leia de Ohm pode ser descrita pelo gráfico abaixo. Onde a tangente do ângulo θ é a resistência do material. Figura 2: regressão linear de um resistor ôhmico. Material Utilizado Para realizar essa prática de forma satisfatória, foi utilizado o aparato ilustrado na figura 3. Figura 3: Aparato experimental usado na verificação experimental da Lei de Ohm. 1. Quadro eletroeletrônico CC e CA, 2. Conectores com resistores de 100Ω, 3. Conector com ponte elétrica, 4. Cabo vermelho e preto flexível com pinos de pressão para derivação, 5. Multímetro regulado para ohmímetro. Montagem do Aparato Experimental Coma fazer as conexões. (Figura 4) Chave liga-desliga 1. O borne 2 da chave ao borne positivo da fonte. 2. O borne 1 da chave ao borne C1 do painel. Conector com ponte. 1. Entre os bornes D1 e E1 do painel. Resistor. 1. Entre os bornes F1 e F2 do painel. Voltímetro. 1. Conexão vermelha no borne G1 do painel. 2. Conexão preta no borne G2 do painel Amperímetro 1. Conexão vermelha no borne E2 do painel. 2. Conexão preta ao borne negativo da fonte. Figura 4: Montagem do aparato experimental. Procedimento Experimental Atividade 1: código de cores de um resistor. A primeira atividade foi Analisar e representar na tabela abaixo o conjunto de 5 resistores cujo os valores estejam indicados pelo código de cores, conforme a Figura 1. Tabela 1. -o-o-o- Primeira faixa Segunda faixa Terceira Faixa Quarta Faixa Quinta Faixa -o-o-o-o- -o-o-o-o- Resistor Cor/valor Cor/valor Cor/valor Cor/valor Cor/valor R(p/código) Tolerância R1 Marrom/1 Verde/5 Amarelo/4 Dourado/0,1 150.000Ω 5% R2 Marrom/1 Preto/0 Preto/0 Preto/1 Marrom/1% 100Ω 1% R3 Vermelho/2 Preto/0 Vermelho/2 Dourado/0,1 2.000Ω 5% R4 Amarelo/4 Roxo/7 Vermelho/2 Dourado/0,1 4700Ω 5% R5 Marrom/1 Preto/0 Amarelo/4 Dourado/0,1 100.000Ω 5% Atividade 2: Lei de Ohm Nessa atividade vamos analisar o comportamento denominado R, compreendido entre os bornes F1 e F2 do painel. A fonte de alimentação vai ser regulada para 0,0 VCC e anotado o valor do lido no amperímetro, seguida a tensão da fonte vai ser elevada em 0,5 volt em 0,5 volt assim sucessivamente. Vai ser determinado para cada caso, o valor da intensidade de corrente I que circulou pela resistência R. conforme a tabela abaixo. Tensão aplicada entre os bornes G1 e G2 em Volt (V) Intensidade de corrente em Ampères (A) R = VG1,G2 / I 0,0 VCC 0,00 A 0 Ω 0,5 VCC 0,005 A 100 Ω 1,0 VCC 0,01 A 100 Ω 1,5 VCC 0,015 A 100 Ω 2,0 VCC 0,020 A 100 Ω 2,5 VCC 0,025 A 100 Ω Conclusão Após o experimento exposto tivemos a possibilidade de comprovar a lei de Ohm dos elementos resistivos, e graficamente visualizar a diferença de potencial elétrica em função da corrente i. Analisamos os resistores por cores onde foi calculado as resistências. Questionário 1. Determinar a faixa de tolerância de cada resistor. Resistores Tolerância Resistor 1 5% Resistor 2 1% Resistor 3 5% Resistor 4 5% Resistor 5 5% 2. Como os dados da tabela 2, construa o gráfica V versus I, desta resistência. Classifica a linha obtida no gráfico. 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 T en sã o ( V ) Intensidade de Corrente (I) Tabela 2:V versus I 3. A partir do gráfico de um resistor ôhmico esboce o gráfico de um resistor não ôhmico. Sua declividade é variável ou constante? Justifique. Resposta: Sua declividade é variável. A tensão e inversamente proporcional a intensidade de corrente causando assim a variação da declividade do gráfico. 4. Observando os quocientes obtidos na última coluna da tabela 2. Como as grandezas tensão e intensidade de corrente estão relacionadas? Resposta: As grandezas tensão e intensidade de corrente estão diretamente proporcional, mantendo a resistência constante. 5. A constante de proporcionalidade R é chamada de resistência elétrica do trecho compreendido entre os bornes F1 e F2 em que foi conectado um resistor. Esta pode ser caracterizada como uma resistência ôhmica? Resposta: Sim, mesmo se variar a tensão a resistência continua constante, devido a DDP ser diretamente proporcional a intensidade de corrente. 6. Qual o significado físico da declividade do gráfico V versus I? Reposta: A declividade se dá devido variação de resistência. A DDP é inversamente proporcional a intensidade de corrente. (OBS: ANALISAR ESSA RESPOSTA, PORQUE FIZ DE CABEÇA) 7. Enuncie a lei deohm. Resposta: 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. 8. Indique a principal característica de uma resistência classificado como ôhmica. Resposta: A principal característica de um resistor ôhmico é ele possuir uma resistência constante.
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