Apostila 15

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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:
Estudo de Potencioˆmetros
Autor: Prof. Luiz de Oliveira Xavier
Aluno R.A. Turma
-2013-
Estudo de Potencioˆmetros
1. Introduc¸a˜o
Ja´ que apresentamos alguns componentes ele´tricos usuais nos exerc´ıcios anteriores,
vamos apresentar outro componente muito utilizado. E´ o potencioˆmetro. Este na˜o e´
um bipolo (dispositivos que possuem dois terminais), como os anteriores. E´ um tripolo
pois tem treˆs terminais acess´ıveis. Voceˆ estudara´ nesta experieˆncia dois tipos de po-
tencioˆmetro: o linear e o logar´ıtmico. O seu professor vai explicar as aplicac¸o˜es de um
potencioˆmetro. Fique atento!
2. Objetivos
Espera-se que ao terminar este exerc´ıcio voceˆ seja capaz de:
• Identificar potencioˆmetros;
• Dado um mult´ımetro e potencioˆmetros, coletar dados organizar tabelas da resisteˆncia
em func¸a˜o do deslocamento angular do eixo dos potencioˆmetros;
• Fazer o gra´fico correspondente a`s tabelas mencionadas, usando papel milimetrado ou
monolog, conforme o potencioˆmetro seja linear ou logar´ıtmico.
3. Material Utilizado
• Potencioˆmetro linear;
• Potencioˆmetro logar´ıtmico;
• Mult´ımetro.
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Estudo de Potencioˆmetros
4. Procedimento Experimental
1. Identifique os potencioˆmetros. Eles esta˜o montados numa base de madeira e tem
a forma um pequeno disco meta´lico, com um eixo. Lembra muito uma roda com um
eixo. Os dois potencioˆmetros sa˜o semelhantes, exteriormente. A diferenc¸a esta´ na sua
constituic¸a˜o interna. As figuras (1) e (2) que seguem, mostram o esquema interno de um
potencioˆmetro e o seu s´ımbolo ele´trico.
Figura 1: Esquema interno de um potencioˆmetro.
 
a c 
b 
Figura 2: S´ımbolo ele´trico do potencioˆmetro.
Comece por observar que o potencioˆmetro tem treˆs terminais acess´ıveis que, no es-
quema, esta˜o nomeados por a, b e c. Os pontos a e c esta˜o colocados em contato,
internamente por um fio enrolado em torno de um nu´cleo isolante se o potencioˆmetro for
de fio ou, por uma camada de carva˜o, se o potencioˆmetro for de carva˜o. Enta˜o, entre os
pontos a e c ha´ uma resisteˆncia ele´trica. Essa resisteˆncia esta´ marcada no fundo ou ao
lado da caixa que fecha o potencioˆmetro.
2. Procure descobrir o valor da resisteˆncia daquele que tem escrito LINEAR na caixa;
3. Anote aqui o valor:
R = Ω
4. Pegue o mult´ımetro e mec¸a a resisteˆncia entre os pontos a e c (extremos);
5. Anote aqui esse valor:
R = Ω
Confere com o valor lido no item 3?
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Estudo de Potencioˆmetros
Se voceˆ colocar esse potencioˆmetro num circuito, ligado pelos dois extremos a e c, ele
funcionara´ como um resistor, de resisteˆncia fixa, igual ao valor que voceˆ mediu. Sera´ um
resistor como qualquer outro.
E o terminal central, para que serve? Calma, que la´ chegaremos. O terminal central
esta´ ligado ao eixo do potencioˆmetro e este, por sua vez tem um cursor que estabelece
contato com o fio ou a camada de carva˜o ja´ descritos anteriormente.
Volte a examinar o esquema do potencioˆmetro e identifique esse cursor. E´ a seta
indicada por: b.
Girando o eixo do potencioˆmetro, o cursor se deslocara´ sobre o fio ou sobre a camada
de carva˜o, desde seu comec¸o ate´ seu fim.
6. Gire o eixo e perceba como o cursor desliza suavemente sobre o fio ou sobre a camada
de carva˜o. Se o potencioˆmetro estiver ligado a um circuito pelos pontos a e c e o ponto
b na˜o estiver ligado a lugar nenhum, nada acontecera´ se voceˆ girar o eixo. Mas, se o
terminal b estiver ligado a outro ponto do circuito, algo devera´ acontecer. Logo mais
diremos o que acontece.
7. Gire o eixo no sentido anti-hora´rio, ate´ travar;
8. Pegue o mult´ımetro e mec¸a a resisteˆncia entre os pontos a e b;
9. Anote esse valor:
R = Ω
10. Com os terminais do medidor ligados aos pontos a e b, gire o eixo no sentido hora´rio
ate´ encostar no outro lado. O que voceˆ observou? Anote sua observac¸a˜o
11. Gire novamente o eixo no sentido anti-hora´rio, ate´ travar o movimento;
12. Passe os terminais do medidor para os pontos b e c;
13. Repita os itens 8, 9 e 10, retire o medidor dos pontos b e c. Anote o que foi
observado. Voceˆ deve ter observado que usando o terminal central e um dos dois extremos,
o potencioˆmetro funciona como resisteˆncia varia´vel, desde zero ate´ o seu valor nominal
(marcado na caixa). Se isso foi observado, enta˜o voceˆ podera´ usa´-lo como resistor, como
qualquer valor compreendido desde zero ate´ o valor nominal dele. Basta por o ohmı´metro
entre o extremo e o terminal central, girar o eixo ate´ obter o valor desejado e arranjar
um jeito de fixar o eixo para que ele na˜o gire mais.
14. Examine o disco com diviso˜es que esta´ adaptado na caixa em que potencioˆmetro esta´
montado. Verifique quantas diviso˜es tem;
15. Gire o eixo do potencioˆmetro no sentido anti-hora´rio ate´ encostar na trava de li-
mitac¸a˜o. O bota˜o do potencioˆmetro tem uma marca que deve estar em frente ao primeiro
trac¸o da escala. Se voceˆ girar o eixo, no sentido hora´rio ate´ encostar no outro lado, a
marca indicara´ o u´ltimo trac¸o da escala. Agora voceˆ vai calibrar essa escala, usando o
ohmı´metro. Ao mesmo tempo voceˆ vai coletar dados para fazer um gra´fico da resisteˆncia
em func¸a˜o do aˆngulo girado pelo eixo.
16. Ponha as pontas de prova do medidor nos pontos a e b;
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Estudo de Potencioˆmetros
17. Anote o valor da resisteˆncia com a marca de refereˆncia indicando o primeiro trac¸o da
escala. Anote esse valor na Tabela I;
Tabela 1: Dados obtidos experimentalmente para o potencioˆmetro linear
Marca de Refereˆncia Resisteˆncia (Ω)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
18. Gire o eixo do potencioˆmetro ate´ a marca de refereˆncia do eixo ficar em frente ao
segundo trac¸o da escala;
19. Anote esse valor na segunda linha da Tabela I;
20. Proceda assim ate´ o u´ltimo trac¸o da escala;
21. Pegue o outro potencioˆmetro e repita o mesmo procedimento dos ı´tens 16, 17, 18, 19
e 20, pore´m anotando os valores obtidos na Tabela II.
Tabela 2: Dados obtidos experimentalmente para o potencioˆmetro logar´ıtmico.
Marca de Refereˆncia Resisteˆncia (Ω)
1 –
2 –
3
4
5
6
7
8
9
10
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Estudo de Potencioˆmetros
5. Gra´ficos - Recordando
AVISO: Um dos aspectos mais importantes em F´ısica e´ o da apresentac¸a˜o e ana´lise de
resultados experimentais. Os resultados de uma experieˆncia podem ser apresentados com
simplicidade e clareza em um gra´fico. Analisando o gra´fico de uma experieˆncia e´ poss´ıvel,
muitas vezes, descobrir a expressa˜o alge´brica que relaciona as grandezas f´ısicas estudadas.
Por isso se esforce ao ma´ximo para fazer um gra´fico que de fato revele as informac¸o˜es
importantes. Sa˜o resumidas a seguir, algumas regras para a construc¸a˜o de gra´ficos.
Identificac¸a˜o ou legenda
Os gra´ficos devem ser numerados e ter t´ıtulo ou legenda. A legenda e´ um texto con-
tendo informac¸o˜es que sa˜o importantes para se entender o gra´fico.
Eixos coordenados
As varia´veis dos eixos de abscissas (eixo horizontal) e ordenadas (eixo vertical) devem ser
explicitamente indicadas, bem como as unidades e eventuais fatores multiplicativos.
Escalas
As escalas devem ser definidas identificando somente as marcac¸o˜es principais das es-
calas. Os valores das coordenadas dos pontos na˜o devem ser indicadas nos eixos. As
escalas devem ser escolhidas de forma que os pontos indicados no gra´fico sejam bem
distribu´ıdos por toda a a´rea u´til do gra´fico.
1. Voceˆ coletou dados para dois tipos de potencioˆmetro. Enta˜o utilizando um papel
milimetrado para cada uma das tabelas, construa um gra´fico da resisteˆncia em func¸a˜oda
posic¸a˜o de refereˆncia. Observe o comportamento da resisteˆncia em cada caso.
2. Ale´m desses dois gra´ficos voceˆ construira´ com a tabela do potencioˆmetro logar´ıtmico
mais um gra´fico utilizando o papel monolog. Este papel tem em uma de suas dimenso˜es
uma escala linear e na outra uma escala logar´ıtmica. Esse papel tambe´m esta´ junto com
essa apostila. Por que usar este papel monolog? O seu professor vai explicar!
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Five Cycle Semi-Log
 1998 David Bourne