09 Atividade experimental IX Relação entre tensão corrente potência

Prévia do material em texto

Universidade Estácio de Sá
FÍSICA EXPERIMENTAL III
Atividade experimental IX – Relação entre tensão/corrente/potência
Professor Robson Florentino de Lima
robflorentino@gmail.com
1 - Objetivos gerais
Ao término desta atividade o aluno deverá ser capaz de:
- determinar a relação entre a diferença de potencial aplicada, a corrente que passa e a potência dissipada em filamentos de tungstênio.
2 - Material necessário:
- Multímetro digital;				- painel para associação de resistores (EQ082);
- Fonte de alimentação CC regulável;	- Conexões de fios bananas;
3 – Introdução teórica:	
A potência elétrica dissipada por um condutor é definida como a quantidade de energia térmica que passa por ele durante uma quantidade de tempo.
A unidade utilizada para energia é o watt (W), que designa joule por segundo (J/s)
Ao considerar que toda a energia perdida em um circuito é resultado do efeito Joule, admitimos que a energia transformada em calor é igual a energia perdida por uma carga q que passa pelo condutor. Ou seja:
Mas, sabemos que:
Então:
Logo:
Mas sabemos que , então podemos escrever que:
Consumo de energia elétrica
Cada aparelho que utiliza a eletricidade para funcionar, como por exemplo, o computador de onde você lê esse texto, consome uma quantidade de energia elétrica.
Para calcular este consumo basta sabermos a potência do aparelho e o tempo de utilização dele, por exemplo, se quisermos saber quanta energia gasta um chuveiro de 5500W ligado durante 15 minutos, seu consumo de energia será:
Mas este cálculo nos mostra que o joule (J) não é uma unidade eficiente neste caso, já que o cálculo acima se refere a apenas um banho de 15 minutos, imagine o consumo deste chuveiro em uma casa com 4 moradores que tomam banho de 15 minutos todos os dias no mês.
Para que a energia gasta seja compreendida de uma forma mais prática podemos definir outra unidade de medida, que embora não seja adotada no SI, é mais conveniente.
Essa unidade é o quilowatt-hora (kWh).
Para calcularmos o consumo do chuveiro do exemplo anterior nesta unidade consideremos sua potência em kW e o tempo de uso em horas, então teremos:
O mais interessante em adotar esta unidade é que, se soubermos o preço cobrado por kWh, podemos calcular quanto será gasta em dinheiro por este consumo.
Por exemplo:
Considere que em sua cidade a companhia de energia elétrica tenha um tarifa de 0,300710 R$/kWh, então o consumo do chuveiro elétrico de 5500W ligado durante 15 minutos será:
Se considerarmos o caso da família de 4 pessoas que utiliza o chuveiro diariamente durante 15 minutos, o custo mensal da energia gasta por ele será:
 
4 - Procedimento experimental:
1) Meça a resistência de cada uma das lâmpadas EM SÉRIE E EM PARALELO
	Lâmpada
	R (Ω)
	L1
	
	L2
	
	L3
	
	
	
	L1
	
	L2
	
	L3
	
2) Calcule a resistência equivalente em série e em paralelo.
	Série
	Req (Ω) calculado
	Req (Ω) multímetro
	L1+L2+L3
	
	
	Paralelo
	Req (Ω) calculado
	Req (Ω) multímetro
	L1+L2+L3
	
	
3) Ligue a fonte de alimentação e regule-a para 3,0V (Verifique com o multímetro de saída da fonte corresponde ao mostrado no visor).
OBS.: O cabo positivo (vermelho) deve antes passar entre a ponte (A e B) como forma de segurança.
4) Conecte os cabos no circuito em paralelo (19 e 20), :
a) Qual o valor da tensão em cada uma das lâmpadas?
b) Qual o valor da tensão total?
c) Compare experimentalmente os itens “a” e “b”.
d) Qual o valor da corrente em cada uma das lâmpadas?
e) Qual o valor da corrente total?
f) Observe o brilho das lâmpadas.
g) Calcule o valor da potência dissipada pelas lâmpadas.
h) Desatarraxe uma das lâmpadas. Ocorreu alguma mudança com o brilho das lâmpadas? Justifique!
5) Conecte os cabos no circuito em série (aumentando gradativamente o número de lâmpadas).
1º (11 e 12) – Lâmpada 1
a) Qual o valor da tensão na lâmpada?
b) Qual o valor da corrente na lâmpada?
c) Observe o brilho da lâmpada.
d) Calcule o valor da potência dissipada pela lâmpada.
2º (12 e 21) – Lâmpada 1+ Lâmpada 2
a) Qual o valor da tensão em cada uma das lâmpadas?
b) Qual o valor da tensão total?
c) Compare experimentalmente os itens “a” e “b”.
d) Qual o valor da corrente em cada uma das lâmpadas?
e) Qual o valor da corrente total?
f) Observe o brilho das lâmpadas.
g) Calcule o valor da potência dissipada pelas lâmpadas.
h) Desatarraxe uma das lâmpadas. Ocorreu alguma mudança com o brilho das lâmpadas? Justifique!
3º (12 e 22) – Lâmpada 1+ Lâmpada 2+ Lâmpada 3
a) Qual o valor da tensão em cada uma das lâmpadas?
b) Qual o valor da tensão total?
c) Compare experimentalmente os itens “a” e “b”.
d) Qual o valor da corrente em cada uma das lâmpadas?
e) Qual o valor da corrente total?
f) Observe o brilho das lâmpadas.
g) Calcule o valor da potência dissipada pela lâmpada.
h) Desatarraxe uma das lâmpadas. Ocorreu alguma mudança com o brilho das lâmpadas? Justifique!
6) Justifique os valores encontrados em relação aos fenômenos observados quando comparamos os circuitos em série e em paralelo.