Apostila - Lab 1

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Universidade Sa˜o Judas Tadeu
Faculdade de Tecnologia e Cieˆncias Exatas
Cursos de Engenharia
Laborato´rio de F´ısica e Eletricidade
Co´digo de Cores
Autor: Prof. Luiz de Oliveira Xavier
Aluno R.A. Turma
-2013-
Um pouco de Histo´ria
A eletricidade e´ um termo geral que abrange uma variedade de fenoˆmenos resultantes
da presenc¸a e do fluxo de carga ele´trica (voceˆ ja´ deve estar se familiarizando com essa
grandeza no curso de F´ısica 2). Esses incluem muitos fenoˆmenos facilmente reconhec´ıveis,
tais como relaˆmpagos, eletricidade esta´tica e correntes ele´tricas em fios condutores.
Na Gre´cia antiga sabia-se que o aˆmbar, uma resina amarelada (seiva de a´rvores solidifi-
cadas ao longo de se´culos) quando friccionado com pele de animais adquiria a propriedade
de atrair pequenos e leves objetos. Por volta de 600 a.C. Tales de Mileto fez uma se´rie
de observac¸o˜es sobre eletricidade esta´tica, as quais levou-o a acreditar que o atrito era
necessa´rio para produzir magnetismo no aˆmbar; em vis´ıvel contraste com o que se ob-
serva em minerais tais como magnetita, que na˜o precisam de fricc¸a˜o. Thales enganou-se
ao acreditar que a atrac¸a˜o era devida a` um efeito magne´tico e na˜o a um efeito ele´trico.
A eletricidade permaneceria pouco mais do que uma curiosidade por mileˆnios, pelo
menos ate´ 1600 d.C., quando William Gilbert, me´dico da corte na Inglaterra publicou seu
tratado “De Magnete”, onde menciona que outros corpos se eletrizam por atrito, tais como
o vidro. Foi nesta obra que Gilbert descreveu que a Terra atua com um grande ı´ma˜. Foi ele
tambe´m quem cunhou a palavra neolatina “electricus” (“de aˆmbar” ou “como aˆmbar”,
de ηλεκτρoν [elektron], a palavra grega para “aˆmbar”) para referir-se a` propriedade
do aˆmbar e de outros corpos atra´ırem pequenos objetos depois de friccionados. Esta
associac¸a˜o deu origem a`s palavras inglesa “electric” e “electricity”. Tambe´m encontram-se
a´ı as ra´ızes das palavras portuguesas ele´trico, eletricidade e o nome da part´ıcula elementar
ele´tron.
Outros trabalhos seguiram-se, sendo esses conduzidos por Otto von Guericke, Robert
Boyle e Stephen Gray. A existeˆncia de dois tipos diferentes de cargas foi descoberta por
Charles Franc¸oies du Fay em 1733, quando mostrou que duas porc¸o˜es do mesmo mate-
rial, por exemplo aˆmbar, eletrizadas por atrito com um tecido, repeliam-se, mas o vidro
eletrizado atraia o aˆmbar eletrizado. O tipo de carga que chamou de “v´ıtrea” foi depois
chamado por Benjamin Franklin de positiva, e a “resinosa” recebeu o nome de negativa.
Em 1791, Luigi Galvani publicou sua descoberta da bioeletricidade, demonstrando que
e´ por meio da eletricidade que as ce´lulas passam sinais para os mu´sculos e em 1800,
Alessandro Volta desenvolveu a primeira pilha ele´trica.
O in´ıcio do que hoje chamamos de eletromagnetismo, unia˜o da eletricidade e do mag-
netismo, e´ creditada a` dupla Hans Christian Oersted e Andre´-Marie Ampe`re nas primeiras
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de´cadas do se´culo XIX. Pore´m, em agosto de 1831 Michael Faraday fez uma descoberta
que iria mudar para sempre histo´ria da Cieˆncia e fornecer o ingrediente fundamental que
revolucionou toda a sociedade industrial. Faraday descobriu o que chamamos hoje de
induc¸a˜o eletromagne´tica.
A leitura das “Pesquisas Experimentais sobre Eletricidade” de Faraday, onde os
fenoˆmenos eram descritos na linguagem das linhas de forc¸a, inventada por Faraday, casou
uma forte impressa˜o em James Clerk Maxwell. Ele enta˜o procurou dar uma formulac¸a˜o
matema´tica a`s ide´ias de Faraday. Em 1864 em seu fundamental trabalho “Uma Teoria
Dinaˆmica do Campo Eletromagne´tico” Maxwell formulou de forma rigorosa e elegante
suas equac¸o˜es que hoje sa˜o conhecidas como as Equac¸o˜es de Maxwell. A` partir delas foi
poss´ıvel mostrar que a luz e´ uma onda eletromagne´tica!
Este foi um dos grandes momentos da histo´ria da F´ısica. Eletricidade e magnetismo
haviam evolu´ıdo em paralelo, como a´reas diferentes, ate´ as experieˆncias de Oersted e de
Faraday. A unificac¸a˜o efetuada por Maxwell foi mais abrangente: a o´ptica, ate´ enta˜o uma
disciplina inteiramente separada, passava a tornar-se um ramo do eletromagnetismo.
Embora o ra´pido progresso cient´ıfico sobre a eletricidade remonte a se´culos anteriores
e ao in´ıcio do se´culo XIX, foi nas de´cadas vindouras do se´culo XIX que deram-se os
maiores progressos na utilizac¸a˜o da energia ele´trica. Atrave´s dos estudos de Nikola Tesla,
Galileo Ferraris, Oliver Heaviside, Thomas Edison, Otto´ Bla´thy, A´nyos Jedlik, Sir Charles
Parsons, Joseph Swan, George Westinghouse, Werner von Siemens, Alexander Graham
Bell e Lord Kelvin, a eletricidade transferiu-se da Cieˆncia para Engenharia e transformou
o mundo em que vivemos.
Co´digo de Cores
1. Introduc¸a˜o
Voceˆ esta´ recebendo uma apostila, com instruc¸o˜es detalhadas sobre como realizar o
primeiro exerc´ıcio de laborato´rio de nosso curso. E´ nosso desejo que voceˆ leia com atenc¸a˜o
tudo o que estiver escrito neste caderno. Se assim acontecer, o sucesso sera´ todo seu pois,
trabalhando sem a nossa ajuda voceˆ se desencumbira´ da tarefa dentro do prazo previsto,
com seus pro´prios recursos e com grande proveito. Se alguma instruc¸a˜o for mal dada,
procure-nos pois a culpa e´ nossa. Voceˆ e seus companheiros podera˜o trocar ide´ias sobre
o exerc´ıcio proposto e, se seu ponto de vista na˜o concordar com o nosso, informe-nos
pois, quem sabe, sera´ uma contribuic¸a˜o valiosa para nossas pro´ximas edic¸o˜es. Ao ler
nossos cadernos, voceˆ encontrara´ alguns para´grafos numerados e outros na˜o numerados.
Os para´grafos numerados exigem que voceˆ exerc¸a alguma atividade, ale´m da leitura.
Portanto, ao encontrar um para´grafo numerado, leia-o e fac¸a aquilo que estiver sendo
exigido. Quanto aos para´grafos na˜o numerados, sa˜o apenas informac¸o˜es importantes que
na˜o exigem, de imediato desempenho de sua parte. Num e noutro caso, leia-os ate´ o fim,
para na˜o ficar com a informac¸a˜o incompleta. Este primeiro exerc´ıcio e´ bem simples. Voceˆ
aprendera´ o co´digo de cores. Esperamos que seja uma atividade agrada´vel.
2. Objetivos
Ao terminar este exerc´ıcio, voceˆ devera´ ser capaz de:
• Identificar resistores.
• Ler valores de resisteˆncias ele´tricas, acompanhados da toleraˆncia, usando o co´digo de
cores.
3. Material Utilizado
• Resistores
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Co´digo de Cores
4. Resistores e o Co´digo de Cores
Resistores sa˜o componentes ele´tricos que teˆm por finalidade limitar a corrente ele´trica
que circula num circuito ele´trico. Essa limitac¸a˜o e´ imposta por uma caracter´ıstica do
resistor, chamada resisteˆncia ele´trica, a qual precisamos conhecer.
Podemos conhecer o valor da resisteˆncia de um resistor por treˆs modos:
a) lendo o valor escrito no resistor;
b) medindo-o com um mult´ımetro e
c) utilizando uma Ponte de Wheatstone.
No caso a) a leitura e´ feita diretamente, quer dizer, o fabricante imprimiu no corpo do
resistor o seu valor ou a leitura e´ feita atrave´s de um co´digo de cores quer dizer: existem
va´rias cores e cada uma, representa um nu´mero.
Chegou a hora de voceˆ aprender (se ja´ na˜o sabe), o co´digo de cores. O co´digo de cores
e´ uma regra de ordenac¸a˜o de cores devidamente numeradas, que leva ao conhecimento
do valor da resisteˆncia e da toleraˆncia do resistor. A correspondeˆncia entre as cores e os
valores respectivos esta´ expressa a seguir:
Tabela 1: Co´digo de Cores
Cor Nu´mero Correspondente
Preta 0
Marrom 1
Vermelha 2
Laranja 3
Amarela 4
Verde 5
Azul 6
Violeta 7
Cinza 8
Branca 9
Dourada Mais adiante voceˆ
Prateada encontrara´ os valores
Das treˆs ou quatro faixas coloridas pintadas no resistor, uma delas esta´ mais pro´xima
de uma das extremidades.Ela sera´ chamada, por convenc¸a˜o, de 1a faixa. A seguir vira˜o
a 2a faixa, a 3a faixa e a 4a faixa. Esta u´ltima podera´ na˜o existir. Veja na Figura 1
abaixo um desenho representando as faixas em um resistor.
As treˆs primeiras faixas indicara˜o o valor da resisteˆncia e a 4a faixa, quando existir,
indicara´ a toleraˆncia isto e´, qual o desvio ma´ximo no valor da resisteˆncia assegurado pelo
fabricante. Vejamos como funcionam essas cores e essa ordem:
• A 1a faixa informa o valor do 10 algarismo do nu´mero que representa o valor da re-
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Co´digo de Cores
Figura 1: Resistor com as respectivas faixas de cores.
sisteˆncia.
• A 2a faixa informa o valor do 20 algarismo do nu´mero que representa o valor da re-
sisteˆncia.
• A 3a faixa indica a quantidade de zeros que seguem os dois primeiros algarismos do
nu´mero que representa o valor da resisteˆncia.
Observac¸a˜o: Se a 3a faixa for PRATEADA, o nu´mero formado pelos dois algarismos
devera´ ser multiplicado por 10−2 ou dividido por 100 e se for DOURADO, o nu´mero
formado pelos dois algarismos devera´ ser multiplicado por 10−1 ou dividido por 10. A
toleraˆncia e´ dada pela quarta faixa. Quando ela existir, indica a porcentagem sobre o
valor obtido pelas treˆs faixas anteriores. Se na˜o existir, enta˜o a porcentagem e´ de 20%
sobre o valor obtido pelas treˆs faixas anteriores. Leia, logo abaixo, a convenc¸a˜o de cores
para a toleraˆncia .
Tabela 2: Toleraˆncia
Cor Toleraˆncia
Dourada 5 %
Prateada 10 %
Sem Faixa 20 %
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Co´digo de Cores
Toleraˆncia - significa o desvio esperado no valor da resisteˆncia. Esse desvio surge das
dificuldades encontradas em produzir resistores com valores absolutamente iguais, num
processo de fabricac¸a˜o em larga escala.
Com essas convenc¸o˜es, voceˆ podera´ ler o valor da resisteˆncia de qualquer resistor
”numerado”com o co´digo de cores. E´ conveniente que voceˆ entenda a correspondeˆncia
entre as cores e os nu´meros e o crite´rio de ordenac¸a˜o ou regra. Vejamos um exemplo:
Tabela 3: Exemplo 1.
Faixa Cor Valor
1a Marrom (150000 ± 10% sobre 150000)
2a Verde (150000 ± 15000) Ω
3a Amarela (15,0×104 ± 1,5×104) Ω
4a Prateada (15,0 ± 1,5)104 Ω
A unidade de resisteˆncia ele´trica no Sistema Internacional (SI) e´ o Ohm (Ω).
Com esse exemplo, esperamos que voceˆ possa realizar o primeiro exerc´ıcio de labo-
rato´rio.
5. Procedimento
1. Procure na caixa, um pacote com os resistores.
2. Espalhe-os sobre a bancada.
3. Conte quantos resistores esta˜o espalhados.
4. Na folha seguinte esta´ uma tabela com quatro colunas. Uma de resistores, outra de
faixa, outra de cor e a pro´xima de valor lido ± toleraˆncia.
5. Pegue um por um dos resistores e coloque-os, aleatoriamente, dentro de cada retaˆngulo
nomeado por R1, R2 ..., ate´ o u´ltimo.
6. Agora, complete a terceira coluna (as cores) e a quarta coluna (valor lido ± toleraˆncia)
de acordo com o Co´digo de Cores. Se voceˆ encontrar alguma dificuldade releia os ı´tens
anteriores e o exemplo dado.
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Co´digo de Cores
Tabela 4: Preencha a tabela abaixo de acordo com as instruc¸o˜es dadas.
Resistor Faixa Cor (Valor Lido ± Toleraˆncia)
R1 1
a
2a
3a
4a
R2 1
a
2a
3a
4a
R3 1
a
2a
3a
4a
R4 1
a
2a
3a
4a
R5 1
a
2a
3a
4a
R6 1
a
2a
3a
4a
R7 1
a
2a
3a
4a
R8 1
a
2a
3a
4a
R9 1
a
2a
3a
4a
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Co´digo de Cores
Teste
1) Considere as afirmac¸o˜es abaixo com base no texto inicial do relato´rio.
I. A descoberta da induc¸a˜o eletromagne´tica e´ atribu´ıda a Hans Christian Oersted.
II. Foi Benjamin Franklin quem cunhou a palavra neolatina “electricus’.
III. A o´ptica e´ um ramo do eletromagnetismo.
(A) Somente a afirmac¸a˜o I esta´ correta
(B) Somente a afirmac¸a˜o II esta´ correta
(C) Somente a afirmac¸a˜o III esta´ correta
(D) Todas as afirmac¸o˜es esta˜o corretas
(E) Nenhuma das afirmac¸o˜es esta˜o corretas
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