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Universidade Federal do Ceará Centro de Tecnologia Curso de Engenharia Civil Relatório de Física Experimental Prática 12: Circuitos Simples Nome: Matrícula: Curso: Engenharia Civil Turma: 5 Professor: Raul Fortaleza - Ce 2016 Objetivos - Montar circuitos para determinar a característica tensão versus corrente de diferentes elementos resistivos. - Verificar experimentalmente a Lei de Ohm. - Distinguir condutores ôhmicos de não-ôhmicos. - Montar e verificar como funciona um divisor de tensão. Introdução Teórica Lei de ÔHM " A tensão aplicada entre os terminais de um condutor é diretamente proporcional à intensidade de corrente que o atravessa." Essa foi a proposição feita por George Simon Ohm em 1826 que ficou conhecida como lei de Ohm. De acordo com ele, o quociente da ddp (diferença de potencial; representada pela letra U) e a corrente elétrica (i) é um valor constante q representa um resistor: R = U / i ; onde R é a resistência do resistor já citado. Em geral, ao variarmos a ddp aplicada a um resistor também variamos a intensidade da corrente, mas não de maneira proporcional. Circuito Divisor de Tensão É um circuito constituído por uma cadeia de resistores ligados em série a uma fonte de tensão. Assim, a resistência equivalente é dada por: Re = R1 + R2 + ... + Rn E a corrente comum a todos os resistores é: i = E / R1 + R2 + ... + Rn ; onde E é a tensão da fonte. Material - Fonte de Tensão regulável; - Resistores: R1 ( 100Ω/10W), R2 (180Ω/1W) e Rx (desconhecido); - Resistências R3 e R4 (Filamentos de lâmpada); - Potenciômetro (10kΩ) ; - Multímetro digital; - Cabos diversos. Procedimento Experimental e Resultados PROCEDIMENTO 1: Característica voltagem versus corrente de diferentes elementos resistivos. 1.1. O valor da resistência cujo valor nominal é de 100Ω/10W foi medido e R1=101,7Ω 1.2. Montamos o circuito mostrado (voltímetro ligado em paralelo e amperímetro ligado em série) e calculamos a corrente nominal máxima através de R1 sabendo que, de acordo com a tabela 1, a tensão nominal máxima aplicada será de 10V. Baseado nisso, devemos decidir a escala adequada do amperímetro. Ao calcularmos a corrente nominal máxima (IR1 = 97,6mA), escolhemos a escala de 200mA. 1.3. Ajustamos a fonte de tensão para 1V e anotamos na Tabela 1 a corrente correspondente. 1.4. Repetimos o processo até 10V. Tabela 1: Resultados experimentai para R1. V (Volts) I(mA) 1 9,76 2 18,30 3 30 4 39,8 5 49,9 6 59,5 7 69,6 8 79,2 9 89,9 10 99,9 1.5. Medimos a resistência do resistor R2: R2= 179,2 1.6. Calculamos a corrente nominal máxima para o R2: IR2=54,8mA e a escala escolhida foi 200mA. 1.7. Repetimos o processo feito no resistor R1 para o resistor R2 e os resultados estão na tabela 2: Tabela 2: Resultados experimentais para R2. V (Volts) I(mA) 1 5,6 2 11,17 3 16,11 4 22,1 5 27,3 6 33 7 38,5 8 44,2 9 49,8 10 55,1 1.8. Trocamos o R2 pelo R3 (filamento de lâmpada) e repetimos o processo anterior no resistor R3, os resultados estão na tabela 3: Tabela 3: Resultados experimentais para R3. V (Volts) I(mA) 1 23,5 2 35 3 44,3 4 51,7 5 59,6 6 65,4 7 72,2 8 78,2 9 83,7 10 89,2 1.9. Repetimos o mesmo processo para o resistor R4. (Para R3 e R4, utilizamos a maior escala por não sabermos a resistência do filamento de lâmpada). Tabela 4: Resultados experimentais para R4. V (Volts) I(mA) 1 1,26 2 2,16 3 2,68 4 3,06 5 3,36 6 3,61 7 3,84 8 4,06 9 4,28 10 4,50 PROCEDIMENTO 2: Circuito Divisor de Tensão. 2.1. Medimos com um ohmímetro a resistência do resistor Rx. Rx = 10,84 2.2. Montamos o circuito com Rx e o potenciômetro de 10kΩ. 2.3. Ajustamos o potenciômetro de modo a obter uma tensão sobre Rx. Os dados estão na tabela 5. Tabela 5: Valores de tensão para o procedimento 2.3. V Rx (V) 9 7 5 3 V AB (V) 1 3,05 Conseguimos medir para 9 e 7 V, porem, não conseguimos medir para 5 e 3 V. Questionário 1- Trace em um mesmo gráfico, a tensão versus corrente elétrica para os dados das Tabelas 1 e 2. 2- O que representa a declividade do gráfico da questão 1? Determine a declividade para R1 e para R2. 3- Faça o gráfico da tensão versus corrente elétrica para os dados da tabela 3. 4- Faça o gráfico da tensão versus corrente elétrica para os dados da tabela 4. 5- Calcule a resistencia da lâmpada, R3, quando submetida a uma corrente de 50mA. 6- Qual a resistência da lâmpada R3 quando submetida a uma corrente de 50 mA. 7- Classifique os resistores R1,R2,R3,R4 como ôjmico ou não-ohmico. Justifique 8- Calcule qual seria a resistencia do potenciometro usado no procedimento 4 para se obter uma tensão d Conclusão Desse modo, pode-se concluir que os objetivos da pratica foram alcançados, pois os conhecimentos foram adquiridos e será de bom uso e importante na nossa vida acadêmica e profissional. Além de, aprendermos o funcionamento do equipamento e suas aplicações. Referências Bibliográficas DIAS, Nildo Loiola. Roteiro de aulas práticas de física. Fortaleza: Departamento de Física UFC, 2015
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