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PROVA - FÍSICA EXPERIMENTAL II

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FÍSICA EXPERIMENTAL II – 2º ESTÁGIO
1º Quesito:
Dados dois resistores de valores R1 = 40 Ω ± 5% e R2 = 100 Ω ± 5%.
 a) Represente o intervalo de variação para o resistor R1. b) Represente o intervalo de variação para o resistor R2. Os resistores são associados: c) Em série, determine o resistor equivalente; d) Em paralelo, determine o resistor equivalente. Determine os desvios absolutos, relativos e percentuais para cada item desta questão. e) Expressar os resistores R1 e R2 pelo código de cores. 
2º Quesito:
Numa Ponte de Wheatstone, com fio uniforme de comprimento ℓ metros, sendo a resistência do fio proporcional ao comprimento, considere R1 proporcional ao comprimento do fio desde 0 até o ponto de equilíbrio, e R2 é proporcional ao comprimento do ponto de equilíbrio até o final do comprimento ℓ metros do fio. 
a) Se ℓ =100 cm e R4 for fixo de valor 100 Ω e o equilíbrio ocorrendo no ponto 20 cm da extremidade inicial, calcular a resistência desconhecida. b) Como seria possível altera R4 de modo que o resistor desconhecido levasse o equilíbrio para um ponto próximo de (ℓ/2)?
3º Quesito:
Desenhe o circuito da Ponte de Wheatstone e explique como equilibrar a ponte em termos das tensões e correntes em seus diversos ramos, para possibilitar medidas de resistências utilizando o método da ponte de Wheatstone.
Para o estudo de circuitos elétricos, que regras devem ser consideradas para resolver circuitos com mais de uma malha? Exemplifique. 
 c) Como proceder para medir a Resistência interna de uma fonte de força eletromotriz ε?
4º Quesito:
Para o circuito abaixo, a chave S é ligada no ponto (a) no instante t = 0. Pede-se: 
Imediatamente após a chave S ser ligada qual a corrente inicial I0 fornecida pela fonte, isto é qual leitura do amperímetro A1? (Calcule)
Quais as leituras de A1, A2 e A3, após o capacitor estar plenamente carregado?
Qual carga do capacitor quando está plenamente carregado?
Qual a tensão do capacitor quando está plenamente carregado VC?
C = 1000μF
Ε = 5,0 V
a
A
1
A
2
A
3
R
1
 = 100KΩ
R
2 
= 100KΩ
5º Questão:
 Uma pilha comum (1,5 V) de resistência interna (r), alimenta um circuito, sabendo-se que se utiliza uma resistência de precisão de 5 ohm em série com a fonte para melhorar uma sequência de leituras. Na realização desta experiência utiliza-se um potenciômetro de resistência variável de 0 a 200,0 ohm, um miliamperimentro de calibre máximo de 100 mA, voltímetro para medir a ddp nos terminas da fonte e outros acessórios necessários para montagem, disponíveis no laboratório. Pede-se: 
 a) Desenhe o circuito acima e escreva a expressão da ddp nos terminais da fonte.
 b) Escreva a expressão da potência dissipada na pilha. (Justifique)
 c) Descreva a expressão da potência útil fornecida pela fonte. Explique.
 d) Descreva como calcular a resistência interna da fonte (pilha). 
6º Quesito:
R
1
=6
Ω
R
5
=4
Ω
R
2
=10
Ω
R
3
=12
Ω
R
4
=8
Ω
I
11
1
I
2
 = 1,0A
I
3
b
d
c
f
e
a
Para o circuito abaixo calcule: 
A corrente I1 fornecida pela fonte ideal. Mostre como poderia ser medida, indicando a posição que se deve colocar o amperímetro.
O valor nominal (є), fonte ideal. 
A potência dissipada por efeito Joule no resistor R5, do circuito.
Determinar o valor da d.d.p. Vc, considere o terra no ponto (a).
7º Quesito:
Para o circuito RC em série: 
a) Descreva como medir experimentalmente o fator RC, com uma fonte de alimentação constante DC ε (volts) através da carga e descarga em função do tempo. b) Utilizando um osciloscópio descreva como medir o fator RC, sendo a tensão de alimentação do circuito quadrada. c) Qual a frequência do sinal quadrado que carregará plenamente um circuito RC série, se RC = 5ms?
 	
8º Quesito:
 Explique porque RC tem que ter dimensão de tempo.
Mostre Quantos RC é necessário para um capacitor carregar plenamente, com uma precisão de 0,99%, um erro de 1%?
 Quanto tempo é necessário para um capacitor inicialmente carregado atingir aproximadamente 37% da voltagem inicial?
Qual o significado do fator RC, no carregamento de um capacitor, em um circuito RC série?
Explique como se pode medir o fator RC, utilizando-se um Osciloscópio. 
Como seria sua resposta dos itens anteriores se o sinal de alimentação for quadrado? 
9º Quesito:
 A tabela abaixo representa dados obtidos em laboratório.
	T (s)
	10,0
	20,0
	30,0
	40,0
	50,0
	60,0
	70,0
	80,0
	90,0
	100,0
	110,0
	120,0
	130,0
	140,0
	150,0
	I (μA)
	72,4
	65,0
	59,3
	54,6
	48,5
	43,9
	39,7
	35,9
	32,5
	24,4
	26,6
	24,1
	20,8
	19,7
	17,7
a) Com os dados construa um gráfico, em papel MONOLOG para determinar o valor da capacitância do Capacitor utilizado no circuito RC em série de carregamento sabendo-se que o valor da resistência do Resistor é de 100 K. b) Após determinar C, faça o diagrama do circuito que possibilite efetuar as medidas. c) Pelo gráfico determine I0. d) Calcule o valor da є da fonte.
10º Quesito:
A tela de um osciloscópio mostra dois ciclos completos de um sinal senoidal com amplitude ocupando 2 divisões. Supondo que os controles Volt/div e Time/div estejam respectivamente em 1 V/div e 2 ms/div. a) Determine a tensão de pico, a tensão eficaz e a frequência do sinal. (Suponha um Osciloscópio de tela 10 por 10 divisões). b) Como seriam suas respostas se o sinal fosse quadrado? 
11º Quesito:
 	Um sinal senoidal V = 4sen(wt) é aplicado a entra vertical de um Osciloscópio. Pergunta-se: a) Qual o valor eficaz (VRMS) deste sinal, sabendo-se que o amplificador vertical encontra-se na posição 1 Volt/div e que o controle tempo/div encontra-se na posição 1ms/div? b) Quantos ciclos completos deste sinal apresentar-se-á na tela. Se a frequência do sinal for de 500 Hz? c) Faça um diagrama da forma de onda que aparecerá na tela.

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