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DF - CCEN - UFPB FÍSICA EXPERIMENTAL II Prof. Dr. Umbelino F. Neto 5ª Experiência – PONTE DE WHEATSTONE Objetivo Compreender o funcionamento e utilizar o circuito em Ponte de Wheatstone em medidas de resistência elétrica. Introdução A Ponte de Wheatstone é um circuito utilizado em medidas elétricas, para obter o valor de uma resistência desconhecida, a partir de um conjunto de outras já conhecidas e tomadas como padrão (figura 1). Geralmente duas resistências são fixas e conhecidas com precisão, uma é ajustável e a quarta é a incógnita que se pretende determinar. Com este propósito, entre A e C se estabelece a alimentação da fonte de tensão, e entre B e D é conectado um galvanômetro como um indicador de corrente. Figura 1 A idéia é variarmos a resistência R2 até que nenhuma corrente passe pelo galvanômetro G. Quando isso acontece dizemos que a ponte está em equilíbrio e a relação, abaixo, é válida. (1) Uma variante da ponte de Wheatstone, conhecida como ponte de fio, usa um resistor com contato deslizante como mostra a figura 2, reduzindo para apenas uma resistência fixa conhecida. Na ponte de fio o ramo ADC, que contém R2 e R3, é substituído por um único fio de tal forma que R2 e R3 são determinados por um curso deslizante. Assim os valores são mudados, variando-se os comprimentos do fio correspondentes, indicados LA e LB, que podem ser medidos com uma régua, esse método é conhecido como método da leitura única. Figura 2 Lembrando-se que a resistência de condutor filiforme é da dada por . Sendo o fio de secção uniforme e homogêneo podemos escrever para as resistências R2 e R3 : e Substituindo na equação (1), obtemos: (2) R = R1 (resistência conhecida). Método de dupla leitura: o método de leitura dupla consiste em determinar-se LA e LB (como anteriormente) e em seguida trocar Rx e R de lugar determinando- se L’A e L’B. Comparando-se com a expressão (2) temos: (3) Utilizando-se a relação L = LA + LB = L’A + L’B podemos demonstrar que: (4) Procedimento 1. Monte o circuito da figura 3, ajustando a fonte em 2 V, antes de ligar a fonte confira com cuidado a montagem, em caso de dúvida consulte o professor. Figura 3 2. Ligue a fonte de tensão que aplicará automaticamente um valor pequeno de tensão. Observe a leitura do amperímetro. Desloque o cursor do reostato até que a corrente seja zero, nessa situação a ponte encontra-se em equilíbrio. 3. Uma vez encontrado o ponto de equilíbrio da ponte, você pode aumentar a tensão da fonte até 10V, e fazer o ajuste fino do cursor, de maneira que o amperímetro acuse corrente zero. 4. Meça as distâncias LA e LB. Concluída as medidas, abaixe a tensão da fonte e depois a desligue. 5. Repita os procedimentos anteriores permutando as resistências R e Rx. 6. Desfaça a permuta, substituindo Rx por outra resistência, e repita os procedimentos anteriores. 7. Determine os valores das resistências Rx, utilizando o ohmímetro e pelo código de cores. Resultados Esquematize o circuito da Ponte de Wheatstone e deduza as expressões (1), (2) e (3). Determine os valores obtidos pelo método da leitura simples e da dupla leitura e compare com os resultados encontrados pela medição com o ohmímetro e com o código de cores. Discuta qual dos dois métodos é o mais preciso (leitura simples ou dupla leitura). Seus resultados estão de acordo? Se não estão discuta o que levou a tais resultados. Multímetro
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