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DF - CCEN - UFPB FÍSICA EXPERIMENTAL II Prof. Dr. Umbelino F. Neto 1ª Experiência - LEI DE OHM Sumário Nesta prática o aluno terá a oportunidade de verificar a validade da Lei de Ohm para uma resistência ôhmica, bem como estudar. A relação Tensão-Corrente para um elemento de circuito cujo comportamento é não-ôhmico. 1 Introdução Dizemos que um elemento de circuito obedece à Lei de Ohm quando a corrente que por ele flui é diretamente proporcional à tensão elétrica (voltagem) aplica aos seus terminais. Expressamos isso matematicamente por: V = R x I (eq. 1) onde V é a diferença de potencial (ddp) aplicada, I a corrente que flui e R é o que chamamos de resistência do material, uma vez que isso caracteriza a resistência que o elemento oferece à passagem da corrente. Se obtivermos diversos pares de valores (V, I) medidos no laboratório, a relação linear expressa na Equação 1 resultará numa linha reta se representada graficamente na forma V versus I. Quando V é dado em Volts e I em Ampéres, R tem como unidade de medida, o Ohm. Para um elemento de circuito não-ôhmico, como o próprio nome sugere, a relação entre V e I não é linear, ou seja, não há um único valor de R. Em outras palavras, o gráfico V versus I não será uma linha reta. 2 Procedimento No laboratório você estudará o comportamento V versus I para um resistor cujo valor para R é conhecido, bem como para uma pequena lâmpada de bicicleta. As voltagens serão fornecidas pelo instrutor em valores pré-determinados e disponíveis na fonte em sua frente. Ao ser anunciado um determinado valor de V, você deverá medir o correspondente valor de I, anotando os pares (V, I) numa tabela separada para cada elemento; lâmpada ou resistor. As unidades de medida deverão ser cuidadosamente observadas e anotadas na tabela. Os circuitos a utilizar serão recebidos em montagem quase definitiva, cabendo a você fazer algumas conexões. As medidas de I serão executadas com o auxílio de um multímetro, como os valores de V são fornecidos simultaneamente para todo o laboratório, todos os alunos farão as medidas praticamente ao mesmo tempo. Anote os valores V, I num rascunho para elaboração posterior do relatório. Faça o mesmo para cada associação em série e em paralelo. Tenha o cuidado de identificar cada tabela para o caso de uma resistência, associação em série e associação em paralelo. Agora faça o mesmo para o caso da lâmpada de bicicleta. Este é o caso de um material não ôhmico. 3 Dados Os dados consistem em quatro tabelas, portanto cada tabela deverá ter um título, e cada coluna encabeçada pelo símbolo da grandeza a ela representada, com a unidade de medida entre parênteses. Exemplos: V(Volts), I(mA), etc. 4 Análise dos Dados Com base em cada tabela deve ser construído um gráfico com V no eixo das ordenadas e I no eixo das abscissas. Faça os gráficos em papel milimetrado. Coloque um título para cada gráfico. (de acordo com cada tabela correspondente) e identifique os eixos (V e I) com as respectivas unidades entre parênteses. A escolha da escala adequada nos eixos é importante. Ela deve se r escolhida de modo a permitir representar todo o intervalo de valores medidos e ao mesmo tempo ser de fácil leitura. Você não precisa dilatar a escala para usar todo o papel, mas deve usar espaço suficiente para representar confortavelmente seus dados. Em cada gráfico, um ponto corresponderá a um par (V, I). Não é necessário escrever nos eixos as coordenadas de cada par. No caso dos resistores, você deverá verificar que os pontos se concentram ao longo de uma reta. Use uma régua para traçar a reta que melhor se adapte aos dados. No caso da lâmpada os pontos não estarão dispostos sobre uma reta. Use a mão livre para traçar uma curva suave que melhor se ajuste aos seus pontos. Note que no caso dos resistores, a resistência R é dada pela declividade da reta. Determine esta declividade para cada um dos gráficos. No caso das associações série e em paralelo utilize os valores das resistências fornecidas pelo fabricante para o cálculo da resistência equivalente. Compare este valor com aquele obtido pela declividade da reta no gráfico. Apresente os cálculos de forma clara e detalhada. No caso da lâmpada não há um único valor de R: o valor da resistência varia conforme a tensão aplicada. Determine o valor de R para três valores diferentes de I, dois próximos ao extremo e uma aproximadamente no meio do intervalo. Para cada ponto temos uma declividade diferente, que podemos considerar uma resistência local, dada pelo valor da tangente á curva nestes pontos. 5 Resultados Exponha e discuta os resultados obtidos, discutindo dificuldades encontradas durante a realização da experiência e de que modo podem influir nos seus resultados. TABELA 1: TENSÃO ( ) CORRENTE ( ) MEDIDA 1 MEDIDA 2 MEDIDA 3 MEDIDA 4 MEDIDA 5 MEDIDA 6 MEDIDA 7 MEDIDA 8 MEDIDA 9 MEDIDA 10 TABELA 2: TENSÃO ( ) CORRENTE ( ) MEDIDA 1 MEDIDA 2 MEDIDA 3 MEDIDA 4 MEDIDA 5 MEDIDA 6 MEDIDA 7 MEDIDA 8 MEDIDA 9 MEDIDA 10 TABELA 3: TENSÃO ( ) CORRENTE ( ) MEDIDA 1 MEDIDA 2 MEDIDA 3 MEDIDA 4 MEDIDA 5 MEDIDA 6 MEDIDA 7 MEDIDA 8 MEDIDA 9 MEDIDA 10 TABELA 4: TENSÃO ( ) CORRENTE ( ) MEDIDA 1 MEDIDA 2 MEDIDA 3 MEDIDA 4 MEDIDA 5 MEDIDA 6 MEDIDA 7 MEDIDA 8 MEDIDA 9 MEDIDA 10
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