RELATÓRIO EXPERIMENTO 2

Prévia do material em texto

Universidade Federal do Pará – UFPA 
Campus Universitário de Tucuruí – CAMTUC 
Faculdade de Engenharia Elétrica – FEE 
 
 
 
 
Alex Pereira Gomes - 201533940015 
Marcio Pereira da Silva - 201533940035 
Robson Silva Lobato Aguiar - 201533940032 
 
 
 
EXPERIMENTO 2 – MEDIDA DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA: 
DIFERENTES TIPOS DE RESISTORES, VARIAÇÃO COM A TEMPERATURA 
E LUMINOSIDADE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tucuruí – PA 
2017 
 
Alex Pereira Gomes – 201533940015 
Marcio Pereira da Silva - 201533940035 
Robson Silva Lobato Aguiar - 201533940032 
 
 
 
 
 
 
EXPERIMENTO 2 – MEDIDA DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA: 
DIFERENTES TIPOS DE RESISTORES, VARIAÇÃO COM A TEMPERATURA E 
LUMINOSIDADE 
 
 
Relatório técnico apresentado como requisito 
parcial para obtenção de aprovação na disciplina 
Laboratório de Eletromagnetismo, no Curso de 
Engenharia Elétrica, na Universidade Federal do 
Pará. 
 
Prof. Msc. Jefferson S. Costa 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tucuruí – PA 
2017 
Sumário 
1. Experimento 2 - MEDIDA DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA: DIFERENTES TIPOS DE 
RESISTORES, VARIAÇÃO COM A TEMPERATURA E LUMINOSIDADE................. 4 
1.1. Objetivo Geral........................................................................................................................................4 
1.1.1. Objetivo especifico............................................................................................................................4 
1.2. Metodologia............................................................................................................................................4 
1.3. Materiais Utilizados..............................................................................................................................4 
1.4. Procedimentos Experimentais...........................................................................................................5 
1.4.1. Experimento 2.a........................................................................................................ .....................5 
1.4.2. Experimento 2.b...................................................................................................... .......................7 
1.4.3. Experimento 2.c..................................................................................... ......................................10 
1.5. Resultados.............................................................................................................................................13 
1.5.1. Experimento 2.a...........................................................................................................................13 
1.5.2. Experimento 2.b..................................................................................................... ......................13 
1.5.3. Experimento 2.c...................................................................................................... .....................13 
1.6. Conclusões ......................................................................................................................................14 
1.7 Referencia Bibliografica.................................................................................................15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 4 
 
 
1 EXPERIMENTO 2 – MEDIDA DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA: DIFERENTES 
TIPOS DE RESISTORES, VARIAÇÃO COM A TEMPERATURA E 
LUMINOSIDADE 
1.1. OBJETIVO GERAL 
O presente experimento tem como objetivo apresentar aos acadêmicos os possíveis 
dispositivos conhecidos como resistores, analisando suas diversas variações e possibilitando 
após sua medições com auxílio de instrumentos, determinar as resistências presentes. 
1.1.1 OBJETIVO ESPECIFICO 
O experimento vem propiciar aos acadêmicos de engenharia elétrica a estabelecer 
alguns dos principais tipos de resistores e analisar as suas principais características, efeitos e 
variações, quando aplicamos agentes externos, variação de luminosidade no caso do LDR 
(Light Dependent Resistor) e temperatura no caso do termistor NTC (Negative Temperature 
Coefficient), ou apenas avaliando o valor real de sua resistência com o multímetro. 
1.2 METODOLOGIA 
 Iniciamos o experimento com os equipamentos montados sobre a bancada do 
Laboratório de Física da UFPA e por onde tivemos a orientação e supervisão do professor 
Msc. Jefferson S. Costa. 
 Todos os procedimentos foram executados seguindo o roteiro proposto. As atividades 
do mesmo foram dividas na forma de que todos os integrantes da equipe participassem dos 
procedimentos, que com o supervisiona mento do professor fomos avançando e conforme nos 
progredíamos em cada analise, respondíamos perguntas relacionadas a ele. 
Ademais, com as atividades selecionadas através do roteiro dividimos para cada 
membro uma função sendo que todos da equipe 
 
1.3 MATERIAIS UTILIZADOS NO EXPERIMENTO. 
 
Antes de iniciarmos os procedimentos experimentais, fizemos o reconhecimento de 
todos os equipamentos e componentes utilizados, onde foram utilizados os seguintes 
equipamentos: 
 1 multímetro 
 5 
 
 5 resistores de filme de resistências diversas 
 1 resistor LDR 
 1 termistor NTC 
 1 ferro de solda 
 
1.4 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
1.4.1 EXPERIMENTO 2.a 
 A princípio, demos início utilizando o multímetro, aparelho usado para medir 
grandezas elétricas diversas (corrente, tensão, resistência, entre outras). Durante o 
experimento o mesmo foi utilizado para medir os cinco resistores, verificado suas resistência, 
usando os cabos de prova adequados como mostra as figuras abaixo: 
 
Figura 1 – Multímetro digital. 
 
 Além disso, com os resistores propostos no roteiro fizemos as suas possíveis medições 
e comparações para se obter as resistências fixas, porem encontramos algumas discrepâncias 
na faixa de tolerância, onde vários fatores podem ser os causadores desses erros como 
desgaste do material no qual o resistor é produzido, perda da isolação, oxidação dos terminais, 
o próprio multímetro utilizado gera um pequeno erro, que pode ser agravado devido às pontas 
de prova estarem desgastadas, dentre outros. Assim, usamos a tabela de código de cores para 
se obter de maneira mais fácil os resistores selecionados. Nessa lógica, utilizamos um resistor 
de filme laranja, preto, laranja pela tabela 30KΩ, um resistor de filme laranja, preto, laranja 
pela tabela 30KΩ, um resistor de filme vermelho, vermelho, amarelo pela tabela 220KΩ, um 
 6 
 
resistor de filme laranja, laranja, laranja pela tabela 33KΩ e um resistor de filme laranja, 
laranja, laranja pela tabela 33KΩ. 
 
 
 
Figura 2 – Resistores utilizados no experimento. 
 
 Seguidamente, utilizamos o multímetro na escala de resistência, aonde fizemos suas 
medições as resistências dos resistores de filme e depois subtraímos o valor nominal do valor 
medido para calcularmos o erro de cada resistor. 
 
 
Figura 3 – Modelo da visualização do código de cores. 
O tolerância dos resistores foram calculadas através da formula (1) abaixo: 
 𝑇𝑜𝑙(%) =
Rm−Rn
Rn
∗ 100 (1) 
Onde: Rm é a resistência medida; 
 7 
 
Rn é a resistência nominal; 
 
Tabela com as medições dos resistores 
Código de cores Valor 
nominal 
Valor 
medido 
Tolerância 
fabricante 
Tolerância 
calculada 
Laranja, Preto, Laranja 30 KΩ 30,6 KΩ +- 5% +- 2 % 
Laranja, Preto, Laranja 30 KΩ 30,6 KΩ +- 5% +- 2 % 
Laranja, Laranja, Laranja 33 KΩ 33,8 KΩ +- 5% +- 2,42 %Vermelho, Vermelho, Amarelo 220 KΩ 229 KΩ +- 5% +- 4,09 % 
Laranja, Laranja, Laranja 33 KΩ 33,9 KΩ +- 5% +- 2,72 % 
 
Tabela 1- tabela com valores das resistências encontrados. 
 
1.4.2. EXPERIMENTO 2.b 
 Logo depois, iniciamos a segunda analise do experimento aonde mantendo o 
multímetro no modo de resistência foi feito o próximo passo que seria medir e observar as 
características de funcionamento do LDR, que apresenta uma mudança em sua resistência 
elétrica quando submetido a ação da luz. 
 
Figura 4 – Resistor sensível a luz (LDR). 
 
 Ademais, com a luminosidade ambiente medida do LDR através do multímetro 
encontramos um valor de 2,56KΩ. Para medirmos sem incidência de luz apenas colocamos a 
 8 
 
mão sobre o LDR para tapar a luz ambiente, onde encontramos um valor de 7,61KΩ onde 
observamos um aumento em sua resistência em comparação a incidência de luz. Os valores de 
resistência medidos com o multímetro no LDR foram anotados na tabela 1.2. Os 
procedimentos para medição de resistência no mesmo estão demostradas na figura abaixo. 
 
Figura 5– Resistor sensível a luz (LDR) sendo medido a luz ambiente. 
 
 
Resistência medida no LDR 
 
Com Luminosidade 586 lux Sem Luminosidade 31 lux 
2,56KΩ 7,61KΩ 
 
Tabela 2- Resistências encontrados para ambos valores de Lux. 
 
 Nessa perspectiva, para o LDR foi possível observar que a medida que incidimos luz no 
mesmo a sua resistência vai sofrendo um decaimento. Com os dados da tabela 1.2, fica mais 
evidente essa análise, pois percebemos perante os valores encontrados seus dados na presença de 
luz e sem incidência de luz. Como podemos ver a seguir, o gráfico de intensidade luminosa vs 
resistência do LDR, observamos a inclinação negativa da reta, pois sempre que aumentamos a 
intensidade luminosa observamos seu decaimento. 
 9 
 
 
Gráfico 1 – gráfico demonstrativo de resistência mostrando ambos os cenários para o numero Lux incidido. 
 
 Sendo assim, através desses dados encontrados, projetamos uma equação na qual 
descreveria nosso gráfico, sendo que a equação teria esse formato 
𝑅 =
𝑎
Lu
+ 𝑏 
 Deduzindo através dos parâmetros encontrados chegamos a nossa equação: 
𝑅 =
164966,9189
Lu
+ 8919 
 
 Onde pra qualquer valor de Lux que adicionássemos na formula, sendo que estivesse 
dentro do parâmetro estabelecido, teríamos um valor de resistência correspondente. Assim 
simulamos para os seguintes valores: 
Número de Lux Resistência (KΩ) 
31 Lux 7,6 
50 Lux 5,5 
70 Lux 4,6 
100 Lux 3,9 
200 Lux 3,1 
300 Lux 2,8 
400 Lux 2,6 
500 Lux 2,6 
586 Lux 2,5 
 
Tabela 3- Valores de Lux simulados e valores de resistências encontrados. 
 10 
 
 
Gráfico 2 – Gráfico demonstrativo para o aumento de lux em cima do resistor . 
 
 Assim percebemos que quanto mais intesificamos a quantidade de incidencia em cima 
do LDR percebemos a tendencia do resistor é diminuir sua resistencia, tal projeção é 
percebida atraves do grafico onde se demonstra uma inclinação negativa da curva. 
1.4.3 EXPERIMENTO 2.C 
 Em sequência prosseguiu se com o próximo experimento onde o mesmo tinha a 
finalidade de verificar qual o comportamento do NTC, sendo o mesmo um sensor que reúne a 
colaboração de resistência elétrica e temperatura, sendo conhecido como termistores. 
 Assim mantivemos a escala do multímetro em resistência e medimos a resistência do 
mesmo, e em sequência medimos novamente a resistência do termistor porem com ele sendo 
aquecido por um ferro de solda, incidindo sobre o mesmo uma temperatura diferente da 
ambiente. Em sequência os dados foram registrados na tabela abaixo: 
 
Resistência medida no NTC 
 
Com a temperatura ambiente Com a temperatura do ferro de 
solda 
5,36 KΩ 1,43 KΩ 
 
Tabela 4- Resistências encontradas através das medições em luz ambiente e sob a temperatura do ferro de solda . 
 
5,36 
1,43 
0
1
2
3
4
5
6
ambiente ferro de solda
R
es
is
tê
n
ci
a 
(K
Ω
) 
Número de Lux 
Resistência 
 11 
 
 Notoriamente percebemos que a resistência de fato é inversamente proporcional a 
temperatura, onde com o aumento da temperatura do termistor tende a diminuir sua 
resistência. 
 
Gráfico 3– Escala do resistor sensível a temperatura (NTC), em temperatura ambiente e sob efeito de uma 
temperatura maio. 
 
Figura 6– Resistor sensível a temperatura (NTC) sendo medido, sob efeito da temperatura do ferro de solda. 
 
 Sendo assim, através desses dados encontrados, projetamos uma equação na qual 
descreveria nosso gráfico, sendo que a equação teria esse formato. 
𝑅 =
𝑎
Te
+ 𝑏 
 Onde “a” e “b”, são constantes, “R” é resistência encontrada, e “Te” é a temperatura 
encontrada. Assim consideramos que o resistor quando tiver em temperatura ambiente estará 
 12 
 
sob efeito de uma temperatura de 20 °C e quando o mesmo estiver sob efeito da temperatura 
do ferro de solda o NTC estará sob efeito de uma temperatura de 100°C. 
 Deduzindo através dos parâmetros encontrados chegamos a nossa equação: 
𝑅 =
98875
Te
+ 441,25 
 Assim para se obter um gráfico, variamos a temperatura dentro da faixa estabelecida, para o 
resistor sob luz ambiente e para uma temperatura máxima que foi 100°C. 
 
Tabela 5- Resistências encontradas através das variações da temperatura simulada . 
 
 
 
Gráfico 4– Escala do resistor sensível a temperatura (NTC), sob efeito da variação de temperatura. 
 Através do gráfico de resistência do NTC, percebemos que a sua resistência decai de 
acordo com o aumento da temperatura, sendo que de fato estamos comprovando a evidencia 
de operação do NTC. 
 
 13 
 
1.5 RESULTADOS 
1.5.1 Experimento 2.a 
 A escolha dos resistores foi feita de uma forma aleatória sendo que a identificação dos 
seus valores nominais foram feitas pelos os códigos de cores do mesmo, visto que os valores 
identificado junto a tabela de cores, foi semelhante aos valores medidos, de tão forma que os 
resistores possuem uma faixa de tolerância, assim essa discrepância de valores ficaram dentro da 
faixa de tolerância indicada pelo fabricante. 
1.5.2 Experimento 2.b 
 A luminosidade de fato tem uma influência muito forte em cima do LDR, pois existe 
uma iteração dos eletros no LDR quando expostos a luz, sendo que quando estão em ambientes 
escuros possuem poucos eletros livres, quando exposto à luz a sua condutividade aumente 
fazendo com o resistor diminua sua resistência quando uma luz incide sobre ele, sendo que sua 
resistência decaia exponencialmente, efeito explicado no gráfico descrito no LDR. 
1.5.3 Experimento 2.c 
 De fato vimos que a resistência elétrica diminuirá com o aumento da temperatura, sendo 
que essa diminuição ocorre exponencialmente, tendo esse termisto uma variância de sua 
condutividade muito sensível, pois o mesmo varia com o aumento da temperatura, sendo muito 
usado em circuitos eletrônicos com função de variação da temperatura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 14 
 
1.6 CONCLUSÃO 
 Durante o experimento, noções básicas como o conhecimento do código de cores foram 
aplicadas aos alunos participante, sendo de fato fortalecendo o conhecimentos dos alunos, pois a 
utilização de resistores diferentes, fez com o que a familiarização do funcionamento fosse 
conhecida, de tal forma também saber da variação de resistividade elétrica. 
Assim a contribuição da parte teórica aprendida em sala de aula, foi eficaz para a execução do 
experimento, pois a analise conclusiva foi feita através da indução teórica. Como por exemplo o 
conhecimento sobre o funcionamento do LDR e NTC.15 
 
1.7 REFERÊNCIAS BLIOGRÁFICA 
KLEBER DAUM MACHADO. Eletromagnetismo vol. 1. Ed. 2012. Curitiba: Toda palavra 
Editora, 2012. 
ALEXANDER, C. K., SADIKU, M. N. O. Fundamentos de Circuitos Elétricos. Bookman 
Editora, 2003. 
DORF, R. C., SVOBODA, J. A. Introdução aos Circuitos Elétricos. 5ª edição, LTC, 200.