Relatorio Experimento4

Prévia do material em texto

Universidade Federal da Bahia - Instituto de Física
Departamento de Física do Estado Sólido
FIS123 – Física Geral e Experimental III-E
Turma: P24 (Quarta-feira – 18:30h às 20:20h)
Docente: Hugo Menezes do Nascimento Vasconcelos
Discentes: Bruno César Santana de Queiroz e Pablo Henrique Alves Cruz
Data do Experimento: 08/11/2017
EXPERIMENTO IV
Resistências Não-Lineares por Efeito de Temperatura
I – Objetivo:
Mostrar o efeito da temperatura sobre um resistor metálico (lâmpada incandescente) e em um semicondutor termistor (NTC). Levantar a curva característica da lâmpada e do termistor. Interpretar a não-linearidade das características.
IV – Parte Experimental
Lista de Materiais Utilizados:
Fonte de tensão 
Medidor multi-escala usado como voltímetro 
Medidor multi-escala usado como amperímetro 
Reostato 
Termistor - (NTC) 
Lâmpada comum - (piloto) 
Placa de ligação 
Chave lig- desliga 
Fios
IV.1 - Resistência Interna Ra do Miliamperímetro
A partir da montagem do circuito ilustrado na figura 1, iniciamos o procedimento visando obter o valor correspondente a resistência interna (Ra) do miliamperímetro. Para esta parte do experimento, utilizamos Vo=13,5V.
Figura 1 – Circuito 1
Com o amperímetro e voltímetro devidamente configurados em termos de corrente e tensão conforme apontado na Tabela 1, assim foi possível medir os valores de tensão e corrente do amperímetro para que então calculássemos a sua resistência interna.
Tabela 1 – Resistência Interna do Amperímetro
	I (mA)
	Vo (V)
	Va (V)
	Ra ()
	2,5
	13,50
	0,33
	132,00
	25,0
	13,50
	0,24
	9,60
	250,0
	13,50
	0,23
	0,92
IV.2 – Característica V(I) da Lâmpada
Para realização da segunda etapa do experimento, montamos o circuito ilustrado na Figura 2.
Figura 2 – Circuito 2
Com o circuito devidamente configurado, ajustou-se a tensão da fonte para o mesmo valor da primeira etapa. Em seguida, procedemos com a coleta de diversos valores de corrente e tensão, registrando no curso do experimento os valores mínimos para que o filamento da lâmpada brilhasse (destacado na tabela).
Tabela 2
	I (mA)
	Va'b (V)
	Vab (V)
	Rest (Ω)
	50
	1,0
	0,95
	19,08
	65
	1,4
	1,34
	20,62
	75
	1,5
	1,43
	19,08
	100
	3,0
	2,91
	29,08
	125
	4,0
	3,89
	31,08
	150
	6,0
	5,86
	39,08
	175
	8,0
	7,84
	44,79
	200
	10,0
	9,82
	49,08
	225
	12,0
	11,79
	52,41
	250
	14,0
	13,79
	61,30
A variável Vab, correspondente ao valor da tensão na lâmpada, foi calculada a partir da seguinte expressão:
 , 
Ra = Resistência do amperímetro para a corrente (vide tabela 1)
A resistência estática (Rest) obteve-se a partir da expressão
A partir dos dados dispostos na tabela acima foi possível elaborar o Gráfico 1 da curva característica da lâmpada (V x i), bem como o Gráfico 2 que relaciona a resistência estática e a corrente. Ambos os gráficos demonstraram um comportamento crescente, o que confirma a teoria da condução elétrica em que se afirma que a resistência aumenta conforme a temperatura aumenta. No caso específico deste experimento, verifica-se que o filamento da lâmpada brilha com maior intensidade (temperatura aumenta) conforme a corrente passante por este aumenta.
Gráfico 1
Gráfico 2
IV.3 – Característica V(I) do Termistor
A terceira etapa do experimento consiste em utilizar a mesma configuração da etapa anterior, substituindo a lâmpada por um termistor. Os dados coletados estão dispostos na Tabela 3, seguido dos respectivos gráficos.
Tabela 3
	I (mA)
	Va'b (V)
	Vab (V)
	Rest (Ω)
	2,50
	0,4
	0,38
	150,40
	5,00
	1,0
	0,95
	190,40
	7,50
	1,4
	1,33
	177,07
	10,00
	1,8
	1,70
	170,40
	12,50
	2,2
	2,08
	166,40
	15,00
	2,6
	2,46
	163,73
	17,50
	2,9
	2,73
	156,11
	20,00
	3,2
	3,01
	150,40
	22,50
	3,4
	3,18
	141,51
	25,00
	3,6
	3,36
	134,40
Gráfico 3
Gráfico 4
Do primeiro gráfico, compreende-se que a relação V x i demonstra comportamento crescente. Enquanto que no segundo gráfico apresentado sobre o termistor, a curva apresentou um crescimento acentuado e, ao atingir um determinado pico demonstrou tendência decrescente, uma vez que o termistor tem como característica a redução da resistência conforme a corrente elétrica aumenta.
IV.4 – Influência da Temperatura
Com auxílio do amperímetro e voltímetro, ambos configurados em suas escalas de maior sensibilidade (2,5mA e 0,5V, respectivamente), ajustou-se o reostato de forma que obtivéssemos corrente igual a 1,5mA e, ao ler o voltímetro, registramos o valor de tensão igual a 1,75V. Ao esquentar o termistor, observamos um aumento nos registros das leituras de corrente e tensão
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Com os procedimentos realizados em laboratório pudemos observar, na prática, o efeito da temperatura sobre elementos com resistência não-ôhmica. A utilização da lâmpada e do termistor demonstraram perfeitamente a não-linearidade de elementos com esse tipo de resistência, fato corroborado pelos gráficos de cada um.