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Física Geral e Experimental III Relatório 1

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA
CENTRO DE CIÊNCIAS NATURAIS E EXATAS
 
Relatório de Física Geral e Experimental III
Curso: Engenharia Civil
EXPERIMENTO 1
LEI DE OHM - ELETROSTÁTICA
Rafaela Andréa Smaniotto
Marília Machado Moureira
Professor Hans Rogério Antoniazzi
Santa Maria, Maio de 2017
1. INTRODUÇÃO
Este experimento teve como um dos objetivos a familiarização com os aparelhos medidores de diferentes grandezas concernentes a uma corrente elétrica, tais como intensidade, voltagem e resistência. Também, a observação da relação entre resistência, comprimento e área da seção transversal de um fio e, além disso, conhecer e analisar um resistor e suas características. Assuntos esses de suma importância para trabalhos que envolvam eletricidade.
2. CONCEITOS TEÓRICOS PRELIMINARES
2.1 Diferença de Potencial (ddp):
Para deslocar uma carga elétrica entre dois pontos em uma região onde atua um campo elétrico é necessário que se realize um trabalho para vencer a força exercida pelo campo sobre a carga.
Daí podemos calcular a ddp de uma certa partícula por:
U=R.i
Onde “R” é a Resistência elétrica, expressa em ohm, e “i” a corrente elétrica, expressa em Ampére.
2.2 Corrente Elétrica:
É o fluxo ordenado de partículas portadoras de carga elétrica. A corrente depende da natureza do meio material e de suas propriedades físicas. E sua intensidade poderá ser calculando por:
 
 
A unidade padrão no SI para medida de intensidade de corrente é o ampére.
2.3 Resistência Elétrica:
É a capacidade de um corpo qualquer se opor à passagem de corrente elétrica, quando existe uma diferença de potencial aplicada. Seu cálculo é dado pela Lei de Ohm:
Onde V ou U: Tensão (ddp) e I: Corrente Elétrica.
Sua unidade no SI é Ohms (símbolo: Ω).
2.4 Resistividade Elétrica
É uma medida da oposição de um material ao fluxo de corrente elétrica. A resistividade depende não somente das propriedades do material, mas também da sua geometria. Quanto mais baixa for a resistividade mais facilmente o material permite a passagem de uma carga elétrica. Sua unidade SI é ohm/metro e seu símbolo é ρ.
3. APARELHOS UTILIZADOS
- Multímetro: é um aparelho destinado a medir e avaliar grandezas elétricas. Existem modelos com mostrador analógico (de ponteiro) e modelos com mostrador digital. Utilizado na bancada de trabalho ou em serviços de campo, incorpora diversos instrumentos de medidas elétricas num único aparelho como voltímetro, amperímetro e ohmímetro por padrão e capacímetro, frequencímetro, termômetro entre outros, como opcionais conforme o fabricante do instrumento disponibilizar.
- Fios de liga de Níquel-cromo com diferentes diâmetros;
- Fio de Ferro;
- Resistores;
- Fonte de tensão: utilizado para impor tensão à um resistor.
- Tabela de análise de resistores;
4. PARTE EXPERIMENTAL:
	
4.1 Estudo com resistores
Em princípio, começamos observando e analisando as características dos materiais, como o multímetro e o resistor. Com estes e uma fonte de tensão, preenchemos uma tabela de valores com a Voltagem, vinda da fonte, a Corrente Elétrica, apresentada pelo multímetro em contato com o resistor e, com as resistências daquele resistor em estudo.
	Potência (U) - Volts
	Corrente elétrica (i) - Ampére
	Resistência (Ω) - Ohm
	1
	0,01
	100
	2
	0,02
	100
	3
	0,04
	75
	4
	0,05
	80
	5
	0,07
	71,4
	Resistência Média = 67.3 Ω
A partir das resistências tabeladas, calculamos uma Resistência média. 
Com a fórmula e os dados da tabela abaixo, calculamos a real resistência do nosso resistor a fim de compará-la com a recém encontrada em nosso experimento.
Assim, encontramos o valor de 120 ohms, consideravelmente distante dos 67.3 ohms encontrados na Resistência média. Tal diferença é devido aos arredondamentos e demais alterações feitas em laboratório não profissional.
4.2 Estudo experimental da Resistência elétrica
Usando uma mesa com fios nós medimos a resistência destes formados uma liga metálica de Níquel e Cromo, de 20 em 20 cm. Observando, as variações da resistência de acordo com o comprimento e a área da seção transversal desses fios, obtendo os seguintes dados:
	NÍQUEL – CROMO
	Diam.= 0,36mm
	Diam.= 0,51mm
	Diam.= 0,72mm
	Resistência (Ω)
	Compr. Fio (m)
	Resistência (Ω)
	Compr. Fio (m)
	Resistência (Ω)
	Compr. Fio (m)
	2,6
	0,2
	1,5
	0,2
	1,0
	0,2
	4,8
	0,4
	2,7
	0,4
	1,5
	0,4
	7,0
	0,6
	3,8
	0,6
	2,0
	0,6
	9,2
	0,8
	5,0
	0,8
	2,6
	0,8
	11,3
	1,0
	6,1
	1,0
	3,1
	1,0
	Diam. = Diâmetro da seção do fio
Compr. Fio = Comprimento do fio
A partir dos valores máximos de resistência dos três fios de níquel cromo com suas respectivas áreas e o valor de 1 metro de comprimento do fio, calculamos a resistividade desse material fazendo uma média entre eles.
A fórmula usada foi:
Onde ρ é a resistividade, R é a resistência, A é a área da seção do fio e L o comprimento do mesmo.
Resistividade oficial tabelada do Níquel-Cromo retirada de http://www.edufer.com.br/tabela-de-resistividade-dos-materiais-condutores-semicondutores-e-isolantes/ ρ 1,3700 ohm.mm²/m a 20 graus Celsius 
Resistividade calculada em aula 1,19 x10^-6 ohm.m²/m.
Percentual de erro = 13,14%. Isso ocorreu devido a diferença de temperatura quando o resultado da tabela fora calculado e a temperatura que estava no dia da aula, ás aproximações feitas no uso da calculadora e a imprecisão dos aparelhos e materiais utilizados (multímetro).
	FERRO
	Diâmetro do fio = 0.51 mm
	Resistência (Ω)
	Comprimento do Fio (m)
	0,6
	0,2
	0,8
	0,4
	1,0
	0,6
	1,2
	0,8
	1,4
	1,0
5. CONCLUSÃO:
Com o experimento de medição das resistências dos fios, pudemos comprovar a veracidade da segunda Lei de Ohm, ou seja, que a resistência elétrica é diretamente proporcional ao comprimento do fio, e inversamente proporcional à área da seção desse fio. Além disso, com esses dados podemos calcular a resistividade da liga metálica em estudo.
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS
Textos de Laboratório – Eletricidade e Magnetismo . Instituto de Física- Departamento de Física do Estado Sólido/ UFBa.
SITE:
www.irmaosabage.com.br
www.exportpages.pt
cuadernotecnologiamargot.blogspot.com
www.deetc.isel.ipl.pt

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