Elementos Resistivos Lineares e Não Lineares

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Universidade Estadual de Maringá
Engenharia de Produção – Ênfase em Software
Departamento de Física
Elementos Resistivos Lineares e Não Lineares
Professor: Eduardo Augusto Castelli Astrath
Alunos:
Alexandre Henrique Vieira Vitolo 84591
Ivan KendyOkuro 81836
Luan Veloso Rossini 83156
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:
 
 
onde (V) é a diferença de potencial entre seus extremos e (i) a intensidade da corrente. O experimento feito, teve como objetivo distinguir elementos resistivos lineares e não lineares, através da determinação experimental de suas curvas características, além disso analisar a dependência da variação da resistência com a temperatura e iluminação para resistores de tungstênio, NTC e LDR.
Elemento resistivo linear ou ôhmico, é aquele para o qual a razão entre a ddp aplicada e a intensidade de corrente que o atravessa é constante. Assim, sua curva característica é linear.
 
Por outro lado, sabemos que na Eletrônica Moderna a maioria dos condutores são não ôhmicos. Um elemento resistivo não ôhmico é aquele que par o qual a razão entre a ddp aplicada e a intensidade da corrente não é constante. Isso significa que a curva característica não é uma reta. A não linearidade da curva característica pode depender de vários fatores como: Temperatura, Iluminação, Tensão nos terminais do elemento, e outros.
 
Dentre os elementos não lineares, consideremos:
Dispositivos que dependem da Temperatura (Resistores PTC e NTC): Os resistores NTC e PTC, ambos chamados de termistores são muito utilizados como limitadores de corrente em diversas aplicações práticas, como alarmes de incêndio. Esses resistores tem resistência variável, frente a variações de temperatura. De modo geral, podemos resumir que um PTC (Positive Temperature Coefficient) aumenta sua resistência conforme a temperatura aumenta. Já um NTC (Negative Temperature Coefficient), diminui a resistência, a medida que a temperatura aumenta.
Dispositivos que dependem da Voltagem (Resistores VDR): Algumas substâncias apresentam a propriedade de oferecer resistência variável frente à diferentes tensões aplicadas. A resistência de um VDR (Voltage Dependent Resistor) ou vasistor, depende da voltagem a que está sujeito.
Dispositivo que depende da luminosidade (Célula foto resistiva LDR): Um LDR (Light Dependent Resistor) é um dispositivo onde a variação da luminosidade que incide sobre o componente resulta numa variação da sua resistência, de acordo com a relação:
 , L < 0
R → Resistência (Ω)
L → Fluxo luminoso sobre a área do LDR (lux)
Ro e α → Constantes, com α < 0
Materiais utilizados
- Fonte de Tensão
- Multímetro
- Resistor
- Lâmpada 12V
- NTC
- LDR
- cabos e jacarés
- termômetro
- sistema com NTC
- sistema com LDR
Procedimento
Para o Resistor: Medir a resistência do resistor, depois montar o circuito esquematizado abaixo.
 
Depois de montar o circuito, varie a tensão de saída de 2 em 2 V, até a última medida de 20 V, anotando a corrente na tabela i x V. Por final, zere a fonte.
Para o filamento metálico da lâmpada: Com o mesmo circuito usado no procedimento anterior, substitua o resistor pela lâmpada e varie a tensão de 1 V até no máximo 10 V, anotando os resultados da intensidade em outra tabela i x V, e por fim zere a fonte.
Para o resistor NTC: Coloque o termômetro onde está instalado o NTC. Agora ligue as extremidades do NTC ao ohmímetro e anote o valor da resistência. Meça a temperatura inicial, que é a temperatura ambiente, e coloque esses valores na tabela R x T. Depois de feito os passos ditos, ligue o aquecedor à tomada e anote os valores da resistência do NTC em intervalos de 2º C, fazendo pelo menos dez medidas. Depois de anotar todas as medidas, desligue o aquecedor.
Para o foto resistor LDR: Montar o seguinte circuito:
 
Mantenha a lâmpada a, aproximadamente, 3 cm do LDR. Ligue a fonte e coloque numa tensão de 3V e leia a tensão inicial da resistência do LDR. Depois disso, vá afastando a lâmpada a intervalos de 0,5 cm e anote os valores da resistência e da distância numa tabela R x d. Assim, quando as tomadas de dados acabar, zere a fonte e desligue-a. 
Tabelas 
 
	
Resistor
	
	V (volts)
	i (amperes)
	2
	2,4x10-3
	4
	 4,93 x10-3
	6
	 7,34 x10-3
	8
	 9,7 x10-3
	10
	 12,21 x10-3
	12
	 14,63 x10-3
	14
	 17,09 x10-3
	16
	 19,49 x10-3
	18
	 22,1 x10-3
	20
	 24,5 x10-3
	Lâmpada
	
	V (volts)
	i (amperes)
	 1
	55,8 x10-3
	2
	81 x10-3
	3
	103,1 x10-3
	4
	121,7 x10-3
	5
	138,3 x10-3
	6
	153,2 x10-3
	7
	166,8 x10-3
	8
	180,2 x10-3
	9
	193,5 x10-3
	10
	208 x10-3
		
LDR
	
	R
	d
	0,219 x106
	3
	0,25 x106
	3,5
	0,277 x106
	4
	0,289 x106
	4,5
	0,309 x106
	5
	0,325 x106
	5,5
	0,334 x106
	6
	0,347 x106
	6,5
	0,359 x106
	7
	0,386 x106
	7,5
	NTC
	
	R
	T
	9,85 x10-3
	28
	9 x10-3
	30
	8,44 x10-3
	32
	7,84 x10-3
	34
	7,3 x10-3
	36
	6,85 x10-3
	38
	6,4 x10-3
	40
	6 x10-3
	42
	5,56 x10-3
	44
	5,18 x10-3
	46
	
Análise de Dados
Resistor
Lâmpada
NTC
LDR
Gráfico Di-Log
	
Conclusão
De acordo com a análise no gráfico do Resistor, podemos concluir que a intensidade da corrente é proporcional à diferença de potencial (ddp), caracterizando um Resistor Ohmico, ou seja, ele segue as Leis de Ohm, então podemos dizer que tg α = R. Por outro lado, o experimento realizado com a Lâmpada demonstrou que a intensidade da corrente não é proporcional à voltagem, mostrando que o Resistor não é Ôhmico.
O Gráfico do Resistor NTC, demonstra um decaimento da temperatura quando aumenta-se a resistência, caracterizando um dispositivo que depende da temperatura. Por fim, o gráfico da célula fotovoltaica mostra que
 R α ( = log R = log C + nlog (1/d²)
 ⇒ log R = log Ro + αlog L
 ⇒ 1/d² = L
 ⇒ Ld² = k
Mostrando assim, que R = Ro., com L < 0