Relatório 3 Lei de Ohm

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
 
Laboratório de Física Experimental III
	
Lei de Ohm
Prof. Noelio Oliveira Dantas
Felipe Rezende 
Juliana dos Reis
Uberlândia
Dezembro de 2014
Sumário
Introdução................................................................................................................................................3 à 5
Materiais utilizados.................................................................................................................................. 5
Procedimento experimental..................................................................................................................... 6 
Resultados e discussões.........................................................................................................................6 à 8
Conclusão................................................................................................................................................ 7
Bibliografia............................................................................................................................................... 8 
Introdução
A resistência elétrica mede a propriedade dos materiais de oferecer resistência a passagem de corrente elétrica. Neste processo a energia elétrica é dissipada, geralmente, na forma de calor. Assim um resistor corresponde a qualquer dispositivo que dissipe energia elétrica.
Resistores em que a diferença de potencial (ddp) aplicado, é proporcional a corrente elétrica (I) são chamados resistores ôhmicos, para eles a relação entre ddp e corrente é constante e chamada de resistência elétrica (R), embora nem todos os resistores se comportem desta maneira.
A lei de Ohm
No começo do século XIX, Georg Simon Ohm (1787-1854) mostrou experimentalmente que a corrente elétrica, em condutor, é diretamente proporcional a diferença de potencial V aplicada. Esta constante de proporcionalidade é a resistência R do material. Então de acordo com os experimentos de Ohm, temos que;
VAB = R x i
a qual é conhecida como "Lei de Ohm". Muitos físicos diriam que esta não é uma lei, mas uma definição de resistência elétrica. Se nós queremos chamá-la de Lei de Ohm, deveríamos então demonstrar que a corrente através de um condutor metálico é proporcional à voltagem aplicada, i V. Isto é, R é uma constante, independente da ddp V em metais condutores. Mas em geral esta relação não se aplica, como, por exemplo, aos diodos e transistores. Dessa forma a lei de Ohm não é uma lei fundamental, mas sim uma forma de classificar certos materiais. Os materiais que não obedecem à lei de Ohm são ditos ser não ôhmicos.
Resistores Ôhmicos
Os resitores que obedecem a equação são denominados por resistores ôhmicos. Para estes resistores a corrente elétrica ( i ) que os percorrem é diretamente proporcional à voltagem ou ddp (V) aplicada. Consequentemente o gráfico V versus i é uma linha reta, cuja inclinação é igual o valor da resistência elétrica do material, como mostra o gráfico abaixo,
 
Fig. 1 -  Resistores ôhmicos obedecem a lei de Ohm
Resistores não Ôhmicos
Observa-se, em uma grande família de condutores que, alterando-se a ddp (V) nas extremidades destes materiais altera-se a intensidade da corrente elétrica i, mas a duas grandezas não variam proporcionalmente, isto é, o gráfico de V versus i não é uma reta e, portanto, eles não obedecem a lei de Ohm, veja gráfico abaixo. Estes resistores são denominados de resistores não ôhmicos. Em geral, nos cursos básicos de Física, trata-se apenas dos resistores ôhmicos.
 
Fig.2 - Resistores não ôhmicos não obedecem a lei de Ohm
Unidade de resistência elétrica é chamada ohm e é abreviado pela letra grega ômega . Desde que R = V/i, então 1.0 é equivalente a 1.0 V/A. Em circuitos elétricos a resistência é representada pelo símbolo . Em geral os resistores têm resistências que variam de um valor menor do que 1 ohm até milhões de ohms. A Fig. 3, juntamente com a tabela 1 mostram as regras de classificação dos resistores. O valor da resistência de um dado resistor é escrito no seu exterior ou é feito por um código de cores como mostrado na figura e tabela abaixo: as duas primeiras cores representam os dois primeiros dígitos no valor da resistência, a terceira cor representa a potência de 10 que o valor deve ser multiplicado, e a quarta cor é a tolerância no erro de fabricação. Por exemplo, um resistor cujas quatro cores são vermelho, verde, laranja e ouro têm uma resistência de 25.000 ou 25 k, com uma tolerância de 5%.
 
Fig. 3 - Caracterização dos resistores
Tabela 1 – Código de Classificação dos resistores
Código de cores para resistores
cor 1ªfaixa 2ªfaixa 3ªfaixa 4ªfaixa
preto 0 0 - -
marrom 1 1 0 1%
vermelho 2 2 00 2%
laranja 3 3 000 -
amarelo 4 4 0000 -
verde 5 5 00000 -
azul 6 6 000000 -
violeta 7 7 - -
cinza 8 8 - -
branco 9 9 - -
prata - - 0,01 10%
ouro - - 0,1 5%
Materiais utilizados
- Fonte simétrica de ± 12,0 V
- Multímetros digitais
- Reostato
- Resistor
- Fios de ligação
- Nitrogênio Líquido
Procedimento Experimental
a) Fizemos o levantamento da curva tensão × corrente para um resistor à temperatura ambiente, para temperatura de 77K e para uma lâmpada.
b) Montamos um circuito utilizando voltímetro e amperímetro digitais. Antes de ligar a fonte à rede elétrica devemos ligar os multímetros nas escalas máximas de corrente e tensão. Com o contato deslizante sobre o resistor variável, ligado 24 como potenciômetro, é possível variar continuamente a tensão aplicada ao circuito entre os valores -VO e +VO
c) A partir da potência máxima indicada no resistor e de sua resistência nominal R, determinamos a tensão e a corrente máxima a serem utilizadas no circuito. Anotamos esses valores na folha de dados.
d) Com auxílio do contato deslizante do potenciômetro, aplicamos valores de tensão positivos e negativos, deste zero até o valor máximo calculado acima, e registramos na folha de dados as leituras de tensão e a corrente medida respectivamente no voltímetro e no amperímetro.
e) Tomamos o cuidado de sempre escolher o fundo de escala mais apropriado para cada medida efetuada
f) Substituímos o resistor R por uma lâmpada. Repita os procedimentos 3 e 4 desde que os valores de corrente não excedam a ± 1,0 A e/ou a tensão ± 1,0 V, registrando na folha de dados os valores de tensão e corrente para tensões positivas e negativas.
Resultados e Discussões
Resistores não-Ôhmicos 
Para este experimento utilizamos uma lâmpada incandescente e coletamos os seguintes dados:
	Medidas
	V(v)
	i(mA)
	1
	0,31
	30,80
	2
	0,59
	40,80
	3
	0,89
	50,80
	4
	1,20
	59,70
	5
	1,50
	67,80
	6
	1,80
	75,40
	10
	2,10
	82,10
	8
	2,40
	88,60
	9
	2,70
	95,00
	10
	3,00
	101,00
Com esses dados obtemos o seguinte gráfico:
Podemos observar que ao se traçar o gráfico obtemos uma curva, indicando se tratar de um resistor não-Ôhmico.
Resistores Ôhmicos
Para este experimento utilizamos um resistor de cerâmica e coletamos os dados de duas formas:
Resistor de cerâmica em temperatura ambiente.
	Medidas
	V(v)
	i(mA)
	1
	0,62
	18,80
	2
	0,90
	27,50
	3
	1,20
	36,50
	4
	1,50
	45,80
	5
	1,80
	51,10
	6
	2,10
	64,10
	10
	2,4073,30
	8
	2,70
	82,50
	9
	3,00
	91,90
	10
	3,30
	101,10
Resistor de cerâmica mergulhado em N2(liq) 
	Medidas
	V(v)
	i(mA)
	1
	0,60
	17,00
	2
	0,90
	25,50
	3
	1,20
	34,00
	4
	1,50
	42,50
	5
	1,80
	51,10
	6
	2,10
	59,30
	10
	2,40
	67,80
	8
	2,70
	76,50
	9
	3,00
	84,50
	10
	3,30
	93,20
Com esses dados obtemos o seguinte gráfico:
Podemos observar que ao traçarmos os gráficos obtemos duas retas, indicando se tratar de resistores Ôhmicos.
As duas retas são referentes ao mesmo resistor, porém, ao mergulharmos esse resistor em nitrogênio líquido (temperatura de 77K) notamos uma queda na corrente.
Conclusão
Neste experimento foi mostrado como determinar o valor da resistência de resistor utilizando o código internacional de cores, bem como o comportamento de resistores não-Ôhmicos e resistores Ôhmicos em diferentes temperaturas.
Como era esperado, no caso da lâmpada foi obtido um comportamento não linear, confirmando seu comportamento não-Ôhmico, já o resistor de cerâmica obteve comportamento linear, confirmando ser um resistor Ôhmico e ao submeter esse resistor a diferentes temperaturas podemos identificar uma variância na corrente i do sistema, portanto, o experimento trouxe conhecimentos importantes quanto ao comportamento da resistência devido à alteração de temperatura, e seu comportamento perante a Lei de ohm, além de ser de grande valia no quesito experimental aos físicos em formação participantes do experimento, uma vez que foi manipulado nitrogênio líquido, material que não é de comum utilização, possibilitando assim enriquecimento do conhecimento sobre materiais.
Bibliografia
HALLIDAY, D.; RESNICK, R. Fundamentos de fisica: eletromagnetismo. Livros Tecnicos e Cientificos Editora
Ltda., 2013.
Chaves, Alaor. Física Básica: Eletromagnetismo / Alaor Chaves. – Rio de Janeiro: LTC, 2007. Il.
http://www.unb.br/iq/kleber/EaD/Eletromagnetismo/Resistores/Resistores.html