6°relatorio fisica III Características das fontes de força eletromotriz

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS
Graduação em Engenharia Mecânica
	
Contagem
2013
Laboratório de Física llI – Relatório de Prática Experimental
Características das fontes de força eletromotriz
Relatório técnico apresentado como requisito parcial para obtenção de aprovação de disciplina Laboratório de Física Ill, no curso de Engenharia Mecânica da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais.
 
Contagem
2013
“..."Eu mantenho o tema dos meus estudos sempre diante de mim, e espero até o amanhecer iniciar gradualmente, pouco a pouco, numa luz clara e completa." 
"Um homem pode imaginar coisas que são falsas, mas ele pode somente compreender coisas que são verdadeiras, pois se as coisas forem falsas, a noção delas não é compreensível
"Eu consigo calcular o movimento de corpos celestiais, mas não a loucura das pessoas." 
"Nenhuma grande descoberta foi feita jamais sem um palpite ousado."..” 
(Isaac Newton)
 SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO	5
2 DESENVOLVIMENTO	6
2.2 MATERIAIS UTILIZADOS	6
��2.3 DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO GERAL	6
3 RESULTADOS..........................................................................................................7
4 QUESTÕES...............................................................................................................8
5 GRÁFICOS................................................................................................................9
6 CONCLUSÃO	10
7 REFERÊNCIAS	10
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1. INTRODUÇÃO
 Força eletromotriz (Fem), geralmente denotada como ε, é a propriedade de um dispositivo, que tende a produzir corrente elétrica num circuito.A força eletromotriz é uma grandeza escalar e não pode ser confundida com uma diferença de potencial elétrico (ddp), apesar de ambas terem a mesma unidade de medida, o V (Volt). A ddp entre dois pontos é o trabalho por unidade de carga que a força eletrostática realiza sobre uma carga que é transportada de um ponto até o outro, a ddp entre dois pontos independe do caminho ou trajeto que une um ponto ao outro. A força eletromotriz é o trabalho por unidade de carga que uma força não-eletrostática realiza quando uma carga é transportada de um ponto a outro por um particular trajeto, isto é, a força eletromotriz, contrariamente da ddp, depende do caminho.
Todos os materiais exercem uma certa resistência, por menor que seja, ao fluxo de elétrons, o que provoca uma perda indesejada de energia (efeito Joule). Com os geradores não é diferente, ou seja, enquanto a corrente passa do pólo negativo para o positivo, há uma perda de energia devido à resistência interna do próprio dispositivo.Assim sendo, a energia que chegará no resistor conectado ao gerador não será total, visto que, a ddp entre os terminais do gerador e os terminais do resistor serão diferentes. Não existem geradores cuja força eletromotriz seja igual a ddp do resistor, uma vez que todo e qualquer material exerce resistência.A potência elétrica é uma grandeza que mede a rapidez com que a energia elétrica é transformada em outra forma de energia. Quando um gerador é percorrido por uma corrente elétrica ele transforma uma potência total (Pt), dissipa internamente, devido à resistência interna, uma parte dessa potência (Pd) e o restante lança no circuito sob a forma de potência útil (Pu).
Para um gerador real, o rendimento pode ser expresso em porcentagem e ele possui valor esperado dentro do intervalo 0<η<1. Por se tratar de um quociente de grandezas de mesma unidade, o rendimento é uma grandeza adimensional. Não pode ser igual a um, pois desse modo ele seria um gerador ideal, ou seja, teria resistência interna igual à zero.
A célula eletroquímica é das principais fontes de geração de uma campo elétrico E dentro de um material condutor quando ele é ligado a ela.Os representantes mais populares da célula eletroquímica são a pilha seca de eletromotância (tensão elétrica medida com um voltimetro) E=1,5v e a bateria (conjunto de células eletroquimicas) de carro de E=12v.A pilha seca e a bateria de carro pertecem ao grupo de dispositivos de dois eletrodos capazes de gerar um campo elétrico E dentro de um condutor ou de um circuito elétrico ou eletrônico.Esse grupo e chamado de fontes de forças eletromotriz e incluem as fontes eletrônicas e as fases da rede eletricade tensão elétrica CA.A força que ele exerce é F=q*E sobre as cargas puntiformes (elétrons e protons) dos átomos que compõem os materiais de que são feitos os equipamentos,os circuitos elétricos e os dispositivos elétricos e eletrônicos.
Os geradores de corrente elétrica a qualquer dispositivo elétrico de dois terminais que gera uma força eletromotriz no condutor ou no circuito elétrico ou eletrônico ligado a ele.Na verdade o fenômeno físico que ocorre quando esses dispositivos são ligados a circuito externo e a geração de um campo elétrico E que faz circular os elétrons de condução dos dispositivos que compõem o circuito elétrico externo.
2. DESENVOLVIMENTO
2.1. Objetivo Geral
	*Estudar o comportamento elétrico das fontes de força eletromotriz.
	*Montar o circuito de um gerador de corrente eletrica V sobre o resistor de carga R e a corrente eletrica I que por ela circula quando o valor de R e variado.
	*Construir o grafico V x I com os dados obtidos das mediçoes.Fazer o ajuste por regressão linear do grafico V x I.Verificar experimentalmente a equaçao do gerador V=E-R*I.
2.2. Materiais Utilizados
01 voltímetro CC
01 milíamperimetro CC
01 ponte de fio de resistência
01 bateria de 1,5v
06 cabos de ligação
01 resistor de 10Ω
2.4. Descrição do Experimento Geral	
Nesse experimento o gerador de corrente eletrica ultilizado para verificar é uma pilha de eletromotancia E=1,5v em serie com um resistor de 10Ω.O resistor e a resistência interna desse gerador>O gerador foi ligado a um fio resistivo de Ni-Cr,que é a resistência da carga de valor R.O circuito eletrico com o gerador e a resitencia da carga como esta na figura,o fio de Ni-Cr possui um contato deslizante que permite variar a resistencia eletrica de carga R.Medido a tensão V sobre a resistencia da carga e a corrente eletrica I que circula atraves dela.
Figura – O “gerador” de corrente elétrica do experimento consiste de uma pilha de em série com um resistor de 10 (. A saída do “gerador” é ligada à resistência de carga variável (Fio de Ni-Cr com um contato deslizante).
Equação do gerador é dada: v=1,5-10*I
	Após montamos este circuito mostrado,o fio de Ni-Cr estava montado sobre uma régua de 100Cm e assim fomos variado o cursor de 10 em 10 Cm e anotado os valores de corrente e tensão mostrados no voltímetro e no miliamperimetro.Gráfico feito no programa ScanDavis. 
3.RESULTADOS
	metros
	0,0
	0,1
	0,2
	0,3
	0,4
	0,5
	0,6
	0,7
	0,8
	0,9
	1,0
	I(µA)
	1,140
	1,060
	1,010
	0,964
	,912
	,855
	,821
	,787
	,734
	,695
	,693
	V
	1,130
	1,050
	1,010
	,950
	,900
	,840
	,800
	,780
	,740
	,700
	,680
4.QUESTÕES
Faça o gráfico V x I => feito
Faça o ajuste por regressão linear do gráfico V x I e escreva a equação empírica obtida dentro do gráfico => feito
Faça I = 0 na equação empírica obtida e encontre o valor de V para essa condição. Compare esse valor de V com a eletromotância da pilha utilizada no experimento.
Sendo I=0; y=1,3070852484607-0,000621513022865898x
	 Y=1,3070852484607-0,000621513022865898.0 (I=x=0)
	 Y=1,3070852484607 v(volts)
Obtenha a corrente de curto-circuito do gerador. Faça isso utilizando a equação empírica quando V = 0.
Sendo V=0; Y=1,3070852484607-0,000621513022865898x
Y=1,3070852484607-0,000621513022865898x (y=v=0)
Y= -0,000621513022865898 A
Encontre o valor da resistência interna do “gerador” comparando a equação empírica que você obteve parao gráfico V x I com a Eq. (1.2).
 (eq.1.2)
Sendo ɛ=1,5v	ɛ=r*I	1,5=r*0,000621513022865898	 r=2,413Ω
Para um circuito elétrico com três “geradores” iguais aos da Fig. 2 ligados em série escrever a equação do gerador.
Sendo; V=ɛ-r*I	V=ɛ-ɛ-ɛ-r*I	ɛ-ɛ-ɛ=V/r*I
Qual é o máximo valor da tensão V de um gerador aplicada a um circuito elétrico externo?
No nosso circuito foi de: V=1,13v(volts)
O que ocorre quando a resistência elétrica interna de um gerador é muito grande? Se há muita resistência,a corrente será muito pequena.Por que a corrente e o inverso da resistência.
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				5.GRÁFICO
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6. CONCLUSÃO
	
Vimos que a força eletromotriz,consiste na força elétrica produzida pela conversão de qualquer forma de energia em energia elétrica que gera uma corrente elétrica.A unidade da força eletromotriz e o volt,em termos mais simples a força eletromotriz designa a tensão existente nos terminais da bateria ou gerador elétrico,antes da ligação de qualquer carga.Como já sabemos essa dissipação de potencia ocorre em resistores assim a bateria e fonte de energia que possibilita a ddp necessária a manutenção da corrente elétrica no circuito a sair do terminal positivo da fonte de energia,as cargas elétricas percorrem o circuito e chegam ao terminal negativo. 
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7. REFERÊNCIAS
LIMA, Evandro Conde. WERKHARIZER, Fernando Eustáquio. RESENDE, Flávio de Jesus. SILVEIRA, Tomas de Aquino. MOURA, Vânia Aguiar. FREITAS, Welerson Romaniello. DFQ - Departamento de Física e Química, Belo Horizonte, 2011.
HALLIDAY, David. RESNICK, Robert. WALKER, Jearl. Fundamentos de Física: 3 Eletromagnetismo 
Sears,Francis West-Física:eletricidade e magnetismo