547630_Relatório - Prática 3

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Natália de Melo Maia 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Belo Horizonte, 2011 
 
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Natália de Melo Maia 
 
 
 
 
 
 
 
Física Experimental III: Relatório do Trabalho Prático II 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Belo Horizonte, 2011 
Relatório referente à aula de 
sábado, dia 27/08/2011, sobre a 
variação da resistência com a 
temperatura, na disciplina de 
Física Experimental III, no curso 
de Engenharia Elétrica, na 
Pontifícia Universidade Católica 
de Minas Gerais 
Professor: Euzimar Marcelo Leite 
 
3 
Resumo 
 
 
A resistência de um condutor varia com a temperatura. No caso dos metais, a 
resistência aumenta à medida que a temperatura aumenta. Mas, há certas 
substâncias cuja resistência diminui à medida que a temperatura aumenta. 
O que ocorre nos metais é que com a temperatura alta, algumas partículas 
que fazem parte do meio condutor começam a vibrar com mais intensidade, e com 
isso a possibilidade de ocorrer choques entre as partículas que estão na corrente 
elétrica são maiores e é por isso que acontece o aumento da resistência elétrica. 
A resistência elétrica é a medida da oposição que os átomos de um material 
oferecem a passagem da corrente elétrica. Ela depende da natureza do material e 
de suas dimensões 
A resistividade ainda apresenta variações com a temperatura, uma vez que a 
dilatação e a compressão alteram a mobilidade dos elétrons dentro do material 
 
Palavras – chave: Resistividade. Temperatura. Coeficiente de Temperatura. 
 
 
4 
SUMÁRIO 
 
 
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 5 
2. DESENVOLVIMENTO .......................................................................................... 6 
2.1 OBJETIVO GERAL ................................................................................................6 
2.2 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS .................................................................6 
2.3 RESULTADOS ..................................................................................................... 8 
3. CONCLUSÃO .................................................................................................... 10 
 
5 
1. INTRODUÇÃO 
 
 Quando um campo elétrico é aplicado a um condutor, a energia é recebida 
pelos elétrons livres, os quais, através de um número muito grande de interações 
com a rede cristalina, transferem tal energia à rede. Como a energia cinética a nível 
molecular é macroscopicamente medida como a temperatura, o fenômeno do 
aquecimento que se pode constatar é a transferência de energia elétrica perdida no 
processo. 
 Por outro lado, quando um condutor recebe calor externamente, ocorre 
transferência deste calor para a rede, gerando aumento na energia cinética a nível 
molecular. 
 Em qualquer hipótese, ocorrendo aumento de agitação interna no material, 
haverá um crescimento de sua resistividade. 
 Podemos escrever a lei que rege este fenômeno de duas formas: 
 
  

 
 
0
0
1
1
( )
( )


T
ou
R R T 
 
onde: 
  resistividade em Tfinal 
 
0
 resistividade em T
inicial
 
 

coeficiente de temperatura da resistividade do material 
 
R
resistência em T
final
 
 R
0
 resistência em T
inicial
 
 T T T
final inicial
  variação de temperatura sofrida. 
 
 
6 
2. DESENVOLVIMENTO 
2.1 – Objetivo Geral 
Na maioria dos circuitos elétricos, parte da energia é perdida devido ao 
aquecimento. Vamos verificar, nesta experiência: 
 Como a resistência de um condutor varia com a temperatura; 
 Determinar o coeficiente de temperatura da resistividade do metal; 
 Conhecer e trabalhar com o circuito ponte. 
 
2.2 – Procedimento 
 Observação: nesta experiência trabalharemos com um banho térmico, ou 
seja, a resistência será aquecida e a energia passará de fora para dentro. 
 
Material utilizado: 
01 resistor de fio de cobre 
01 termômetro 
01 béquer 
01 aquecedor elétrico 
01 resistor padrão (47) 
01 ponte de fio 
01 bateria (1,5 V) 
07 Cabos de ligação 
01 microamperímetro de zero central 
 
 Montagem: 
+
_
RR
pX
L L
1 2
A
resistor de fio de cobre resistor padrão
 
 Descrição do experimento: 
 1. Monte o circuito indicado. 
 2. A resistência R
X
 é um resistor de cobre, em forma de bobina. Deverá ser 
colocado dentro do béquer com água, que deve estar sobre o aquecedor. 
 
7 
3. Coloque o termômetro dentro do béquer, e antes de ligar o aquecedor 
meça a temperatura inicial da água: 
 
T
inicial
 23ºC 
 
4. Também antes de ligar o aquecedor, determine o valor de R
0
. Para isto a 
ponta móvel do circuito deve estar numa posição tal que o microamperímetro 
marque o valor zero. O valor de R
0
 é obtido pela equação: 
 
R
L
L
R
X p
 1
2 
Medindo: 
mL
mL
63,0
37,0
2
1

 , 
então: 
6,2747.
63,0
37,0
0 R
 
R0  
 27,6 
 
 5. Ligue o aquecedor durante algum tempo. Então desligue e espere pelo 
equilíbrio térmico antes de fazer medidas. Se você usar água da torneira, haverá 
equilíbrio térmico imediato para a primeira medida. Outro bom ponto de equilíbrio 
térmico é obtido se você usar a água morna que estiver sobre a mesa (usada pela 
turma anterior), também para a primeira medida. Para cada medida é necessário 
desligar e esperar o equilíbrio térmico. Toda vez que o valor da leitura do 
amperímetro for zero, você estará definindo também os valores de L
1
 e L
2
. Seria 
bom você discutir agora o que se entende por equilíbrio térmico. 
 6. Preencha a tabela: 
 
Temperatura 
(C) 
33 37 42 47 53 58 61 65 70 
L
1
 (cm) 0,380 0,383 0,388 0,392 0,397 0,400 0,404 0,408 0,412 
L
2
 (cm) 0,620 0,617 0,612 0,608 0,603 0,600 0,596 0,592 0,588 
R
X
 28,80 29,18 29,80 30,30 30,94 31,33 31,86 32,40 32,93 
 
8 
 Questionário 
 
1. 1. Trace o gráfico R
X
 x Temperatura e faça a regressão linear. 
2. 2. Estude a regressão linear e determine o coeficiente  para o cobre. Mostre 
antes como se encontra este coeficiente a partir do gráfico feito no item anterior. 
Compare seu resultado com o valor fornecido em tabelas: 
 
Metais típicos 
coeficiente de temperatura 
da resistividade (
10 3 / C
) 
Platina 3,9 
Cobre 4,3 
Tungstênio 4,5 
Ferro 6,5 
 
2.3 – Resultados 
1) Gráfico RxT 
 
 
 
28 29 30 31 32 33
30
40
50
60
70 2/9/2011 18:57
Linear Regression for Data1_A:
Y = A + B * X
Parameter	Value	Error
------------------------------------------------------------
A	-225,59902	6,27447
B	8,99438	0,20327
------------------------------------------------------------
R	SD	N	P
------------------------------------------------------------
0,99822	0,82009	9	<0.0001
------------------------------------------------------------
 A
T
e
m
p
 (
ºC
)
Resist (Ohms)
 
9 
2) 
 TRR  10
 = 
T
 = 70 - 27,6 = 42,4 
R = 32,93 
0R
 = 27,6 
32,93 = 27,6 (1 + 42,4

) 
32,93 = 27,6 + 1170,24

 
32,93 – 27,6 = 1170,24

 
5,33 = 1170,24

 

= 
24,1170
33,5
= 0, 0046 = 4,6 x / ºC 
Comparando o resultado com o apresentado na tabela podemos perceber que 
os resultados foram próximos. O ‘erro’ do calculo na aula, deve-se a imprecisãodas medidas. 
 
10 
CONCLUSÃO 
 
O que a temperatura influencia na resistência de um material condutor? Nesta 
prática, “Variação da resistência com a temperatura” (que aconteceu no dia 
27/08/2011), pudemos relacionar essas grandezas. 
À medida que ocorre um aumento da temperatura, ocorre o aumento da 
agitação interna nesse material, o que, por conseguinte, faz aumentar sua 
resistividade. 
A finalidade desta prática era mostrar-nos a essa variação da resistividade, de 
um condutor, em função da temperatura, determinar seu coeficiente de resistividade 
e conhecer e trabalhar com o circuito ponte. E foi o que fizemos. Vimos que, para 
calcular esse coeficiente de resistividade é muito simples, se possuirmos a variação 
com a temperatura da resistividade elétrica, uma temperatura de referência e a 
resistividade nessa temperatura. Vimos também que, um circuito, chamado “ponte”, 
é um é um tipo de circuito no qual dois ramos do circuito (geralmente em paralelo 
um com o outro) são ponte por um terceiro ramo ligado entre os dois primeiros 
ramos em um algum ponto intermediário ao longo deles.