RESISTORES LINEARES E NÃO LINEARES

Prévia do material em texto

1 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS 
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA 
FACULDADE DE TECNOLOGIA - FT 
 CURSO ENGENHARIA QUÍMICA – FT12 
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO – FT06 
LABORATÓRIO DE FÍSICA B – IEF102 
 
 
 
 DAVE MONTEIRO BONATES – MAT: 21601485 
 
UNIDADEII - RESISTORES LINEARES E NÃO LINEARES 
 
 
 
 
Data do experimento: 07/04/2017 
 
 
MANAUS- AM 
 2017 
2 
 
DAVE MONTEIRO BONATES – MAT: 21601485 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIDADE II - RESISTORES LINEARES E NÃO LINEARES 
 
 
 
 
 
 
 
MANAUS - AM 
 2017 
 
Relatório apresentado para obtenção de 
nota parcial da disciplina de Física Geral 
Experimental B, ministrado pelo 
professor Oleg Grigorievich Balev, do 
Departamento de Física da Universidade 
Federal do Amazonas 
 
3 
 
SUMÁRIO 
 
1. OBJETIVO ........................................................................................................................... 4 
2. INTRODUÇÃO .................................................................................................................... 4 
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ....................................................................................... 4 
4. PARTE EXPERIMENTAL ................................................................................................. 5 
4.1 MATERIAL NECESSÁRIO ............................................................................................ 5 
4.2 PROCEDIEMNTO ........................................................................................................... 5 
4.3 TEORIA DOS ERROS ..................................................................................................... 6 
5. TRATAMENTO DE DADOS ......................................................................................... 7 
5.1 GRÁFICOS ....................................................................................................................... 7 
6. CONCLUSÃO ................................................................................................................. 11 
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................. 12 
 
 
4 
 
1. OBJETIVO 
Dentre os objetivos deste experimento, queremos provar o comportamento de resistores 
ôhmicos e não-ôhmicos esboçando seus gráficos. Os resultados apresentados, foram obtidos 
através de medições de um resistor qualquer, uma lâmpada incandescente, e um diodo. 
 
2. INTRODUÇÃO 
Sabendo que todo corpo oferece, normalmente, maior ou menor dificuldade à passagem 
de corrente elétrica. Assim, a característica de um condutor que é relevante nessa situação é a 
resistência (R). Pode-se determinar a resistência de um condutor através da equação: 𝑅 = 
𝑉
𝑖
, 
onde (V) é a diferença de potencial entre seus extremos e (i) a intensidade da corrente. O 
experimento feito, teve como escopo distinguir elementos resistivos lineares e não lineares, 
através da determinação experimental de suas curvas características. 
 
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
Há dois grandes tipos de resistores; o linear, ou ôhmico, é aquele para qual a razão entre 
a d.d.p. e a intensidade da corrente que atravessa o corpo é constante; ou seja, o gráfico que 
representa a diferença de potencial e a corrente elétrica é uma reta. 
 
5 
 
Entretanto, há resistores não lineares, ou seja, o gráfico da diferença de potencial com a 
intensidade da corrente é curva; portanto, a razão entre a d.d.p. e a corrente não é constante. O 
gráfico a seguir mostra um gráfico genérico com essa configuração. 
 
Para o resistor ôhmico, o cálculo da resistência é feito a partir do valor da tangente da 
reta, ou seja, do coeficiente angular da equação de ajuste de reta para os resultados obtidos. No 
entanto, para resistores não lineares, como a resistência do corpo varia, devemos definir uma 
resistência aparente para cada ponto. 
4. PARTE EXPERIMENTAL 
 
4.1 MATERIAL NECESSÁRIO 
• 1 lâmpada incandescente 
• 1 diodo 
• 1 fonte de CC variável 
• 1 amperímetro 
• 1 resistor 
• 1 protoboard 
 
4.2 PROCEDIEMNTO 
 
6 
 
1. Primeiramente montamos o seguinte circuito da figura: 
2. Iniciando com o valor de 1,0V, variamos a tensão até 6,0V, anotando os respectivos 
valores da corrente i. 
3. Em seguida. Desligamos a fonte e trocamos o resistor pela lâmpada. E iniciando com o 
valor de 0,5V, variamos a tensão até 3,0V, anotando os valores correspondentes de 
corrente i. 
4. Desligamos a fonte e trocamos a lâmpada pelo dido. Iniciando com a tensão de entrada 
de 0,5, variamos a tensão de 0,1V até 1,0V, anotando os respectivos valores da corrente 
i. 
 
4.3 TEORIA DOS ERROS 
 
Para representar uma medida experimental deve-se utilizar a seguinte notação: 
Grandeza da medida = (valor da grandeza + desvio da grandeza) unidade. 
Tais medidas experimentais são classificadas em diretas e indiretas. No primeiro grupo 
estão as que são obtidas diretamente a partir do instrumento de medida. E na segunda 
classificação estão as que são resultado de cálculos que utilizam medidas diretas, como exemplo 
a aceleração. Ainda no primeiro grupo, das medidas diretas, está divido em dois: medidas 
diretas de uma única medida, como o espaço, e medida direta de várias medidas, como o tempo. 
Esta última, a de várias medidas tem o seu valor dado pela média da quantidade medida várias 
vezes: 
 
7 
 
A partir de tais conhecimentos pode-se falar sobre os desvios das grandezas. Em 
medidas diretas, no caso de uma única medida o desvio é a incerteza. Geralmente é a metade 
da menor divisão do instrumento de medida (regra do fabricante). 
 
5. TRATAMENTO DE DADOS 
 
 
Tabela de tensão e corrente para cada um dos elementos resistivos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.1 GRÁFICOS 
 
 
 
8 
 
 
 
 
Calculando a resistência aparente (Ra = V/i) e resistência diferencial (Rd = dV/di; a qual será 
calculada pela tangente) para três pontos equidistantes da curva em cada gráfico: 
 
➢ Ra(Ra = V/i) da Resistor: 
 
Ra1 = 
1
10,7𝑥10−3
 = 93,4579 Ω 
 
Ra2 = 
2
21,7𝑥10−3
 = 92,1658 Ω 
 
Ra3 = 
3
32,3𝑥10−3
 = 92,8792 Ω 
 
➢ Rd(Rd = dV/di) da Resistor: 
9 
 
 
Utilizando P1= (1V, 10,7mA) e P2= (2V, 21,7mA), temos: 
Tan = 
∆𝑦
∆𝑥
 = 
2−1
(21,7−10,7)𝑥10−3
 = 90,9090 Ω 
 
Utilizando P3= (3V, 32,3mA) e P4= (4V, 41,8mA), temos: 
Tan = 
∆𝑦
∆𝑥
 = 
4−3
(41,8−32,3)𝑥10−3
 = 105,2631 Ω 
 
Utilizando P5= (5V, 52,5mA) e P6= (6V, 63,1mA), temos: 
 
Tan = 
∆𝑦
∆𝑥
 = 
6−5
( 63,1−52,5)𝑥10−3
 = 94,3396 Ω 
 
 
➢ Ra(Ra = V/i) da Lâmpada: 
 
Ra1 = 
1
0,08
 = 12,5 Ω 
 
Ra2 = 
2
0,24
 = 8,3333 Ω 
 
Ra3 = 
3
0,28
 = 10,7142 Ω 
 
➢ Rd(Rd = dV/di) da Lâmpada: 
 
Utilizando P1= (0,5V, 0,04A) e P2= (1V, 0,08A), temos: 
Tan = 
∆𝑦
∆𝑥
 = 
1−0,5
0,08−0,04
 = 12,5 Ω 
 
Utilizando P3= (1,5V, 0,19A) e P4= (2V, 0,24A), temos: 
Tan = 
∆𝑦
∆𝑥
 = 
3−1,5
0,24−0,19
 = 10 Ω 
 
Utilizando P5= (2,5V, 0,25A) e P6= (3V, 0,28A), temos: 
 
Tan = 
∆𝑦
∆𝑥
 = 
3−2,5
0,28−0,25
 = 16,6666 Ω 
 
 
➢ Ra(Ra = V/i) da Diodo: 
Ra1 = 
0,8
0,8
 = 1 Ω 
 
10 
 
Ra2 = 
0,9
1,73
 = 0,5202 Ω 
 
Ra3 = 
1
2,51
 = 0,3984 Ω 
 
 
➢ Rd(Rd = dV/di) da Diodo: 
 
Utilizando P1= (0,5V, 0,01A) e P2= (0,6V, 0,13A), temos: 
Tan = 
∆𝑦
∆𝑥
 = 
0,6−0,5
0,13−0,01
 = 0,8333 Ω 
 
Utilizando P3= (0,7V, 0,14A) e P4= (0,8V,0,8A), temos: 
Tan = 
∆𝑦
∆𝑥
 = 
0,8−0,9
0,8−0,14
 = 0,1515 Ω 
 
Utilizando P5= (0,9V, 1,73A) e P6= (1V, 2,51A), temos: 
 
Tan = 
∆𝑦
∆𝑥
 = 
1−0,9
2,51−1,73
 = 0,1282 Ω 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
11 
 
6. CONCLUSÃO 
 
 
Podemos concluir diante do experimento sobre resistores ôhmicos e não ôhmicos que 
existem dois tipos de resistores. Ao qual podemos distingui-los através do gráfico de V = f(i). 
Para os gráficos que expressam uma curva linear, os resistores são classificados como resistores 
ôhmicos. Do contrário, se a curva não se comporta de forma linear, concluímos então que este, 
portanto, é não ôhmico. 
Para o experimento realizado com o Resistor, podemos observar que a curva esboçada no 
gráfico se comporta de forma linear. Ou seja, a corrente aumenta proporcionalmente à tensão. 
E a resistência aparente e diferencial não variam muito, pois a inclinação da reta tangente, que 
é a própria derivada no ponto, tende a ser a mesma. Seno assim, um resistor ôhmico 
O mesmo não acontece para a Lâmpada e o Diodo. Como ambos não apresentam, de acordo 
com o gráfico, uma curva linear. Logo, infere-se que são resistores não ôhmicos. Pois não há 
proporcionalidade nos valores de tensão e corrente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
 
Halliday, D., Resnick, R., Walker, J. – “Fundamentos de Física 3” - São Paulo: Livros Técnicos 
e Científicos Editora, 4a Edição, 1996. 
AUGUSTO, Eduardo. “Elementos Resistivos Lineares e Não Lineares”. Universidade Estadual 
de Maringá. 
ARNOLD, R.. Fundamentos de Eletrotécnica. São Paulo, E.P.U.,1975, Vol.1.