Relatório - Fontes e suas resistências

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Universidade Federal de Campina Grande 
Centro de Ciências e Tecnologia
Unidade Acadêmica de Física
Lab. Ótica Eletricidade e Magnetismo
Fontes e suas resistências internas
Leisa Rocha da Silva MAT: 116111232
Professor: Laerson Duarte 
Turma: 05 
Campina Grande – PB
Julho de 2017
SUMÁRIO
1 OBJETIVOS...................................................................................................................3
1.1 Objetivo geral.....................................................................................................3
2 INTRODUÇÃO..............................................................................................................4
3 MATERIAL UTILIZADO.............................................................................................6
4 METODOLOGIA...........................................................................................................7
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO....................................................................................8
6 CONCLUSÃO................................................................................................................9
7 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.........................................................................10
8 ANEXOS......................................................................................................................11
OBJETIVOS
Objetivos
Nesse experimento deveremos medir a resistência interna de uma pilha pequena e uma grande sob variações com intervalos iguais de corrente, além de analisar o comportamento da tensão da fonte. Também será comparada a resistência interna das duas pilhas, ou seja, a influência do tamanho da pilha.
INTRODUÇÃO
Força eletromotriz e resistência interna de uma fonte
Para que seja possível o entendimento acerca de resistência interna é preciso antes entender o conceito de força eletromotriz, esta é a energia concedida em um circuito por cada unidade de carga por um gerador.
Ao tomarmos como exemplo uma bateria, onde existe um gerador em série com uma resistência que limita a tensão na bateria de acordo com a corrente que passa pelo circuito. Essa resistência é denominada de resistência interna da bateria e a figura abaixo representa isso a partir de uma resistência interna r, um gerador de força ε e um resistor R.
Se quiséssemos determinar a força eletromotriz de uma fonte, o caminho mais imediato seria ligarmos um voltímetro aos terminais desta fonte. No entanto, o voltímetro possui uma resistência interna (r); portanto, ao ligarmos um voltímetro a fonte, não estaremos medindo a sua f.e.m.
Nesse circuito da figura 1 observa-se que a tensão no circuito, V, é dada por:
	Como o gerador possui uma tensão ε, e está em paralelo com o ramo AB, este possuirá a mesma tensão. A resistência total é dada pela soma da resistência interna com a resistência do resistor. Pode-se calcular a corrente então como:
A tensão V entre os polos da bateria depende da corrente e: 
A equação anterior mostra que V é uma função linear de I, representado por uma reta no gráfico.
Para que o valor da resistência interna de uma fonte seja determinado, basta que liguemos um potenciômetro na mesma.
De forma experimental, a partir do gráfico, obtemos a resistência usando dois pontos.
MATERIAL UTILIZADO
Painel com plugs para conexão de circuitos;
Multímetro digital;
Amperímetro de 100 mA;
Cabos de ligação;
Potenciômetro;
Resistores de 820Ω, 1,8KΩ e 2,2KΩ;
Pilhas;
Prancheta de madeira com suporte para pilhas;
METODOLOGIA
Medindo a resistência interna (impedância) da fonte:
Montou-se o circuito como na figura 9-17 da apostila, introduzindo um potenciômetro de forma que ele esteja na posição de resistência máxima. Para que se possa medir tensão da fonte o voltímetro deve estar conectado em paralelo com a fonte. Inicialmente, mediu-se o valor teórico da pilha grande e da pequena, também calculou o desvio percentual, anotaram-se os dados na Tabela–I. Cuidadosamente, o potenciômetro foi girado variando a corrente no circuito até obter 10 medidas a intervalos iguais para cada uma das pilhas. Anotaram-se os dados na Tabela-II.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Medindo a resistência interna (impedância) da fonte:
	Pilha
	Valor teórico (Vt)
	Valor medido (Vm)
	Desvio percentual (%)
	Grande
	1,5
	1,518
	1,2%
	Pequena
	1,5
	1,506
	0,4%
Tabela I
A tensão das pilhas não apresentam altos desvios do seu valor teórico que é de 1,5V.
	I (mA)
	10,0
	20,0
	30,0
	40,0
	50,0
	60,0
	70,0
	80,0
	90,0
	100,0
	Tensão* (V)
	1,487
	1,430
	1,380
	1,324
	1,265
	1,210
	1,157
	1,100
	1,045
	0,980
	Tensão**(V)
	1,411
	1,322
	1,251
	1,155
	1,079
	0,990
	0,903
	0,823
	0,752
	0,630
Tabela II: Tensão das pilhas
*Pilha grande	**Pilha pequena
Da tabela II pode-se perceber que a tensão das pilhas diminui com o aumento da corrente. 
Com esses dados foi determinado o gráfico em papel milimetrado de V x I que está em ANEXOS. A partir do gráfico obtemos a resistência interna da fonte (impedância):
CONCLUSÃO
Os dados da Tabela II mostram que nas duas pilhas a tensão diminui com o aumento da corrente.
Os gráficos formaram uma reta decrescente, devido ao fato de ter o coeficiente angular negativo, esse coeficiente se refere à resistência interna da fonte. Após a analise do gráfico obtido percebeu-se que a resistência da pilha grande é menor que a resistência da pilha pequena. 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Halliday, David; Resnick, Robert; Walker Jearl; trad. de Biasi, Ronaldo Sérgio. Fundamentos de Física. vol.4. Rio de Janeiro: LTC, 2003.
NASCIMENTO, Pedro Luiz do. Apostila auxiliar do Laboratório de Eletricidade e Magnetismo da Universidade Federal de Campina Grande, 2014.
Força eletromotriz e resistência interna. <http://www.alunosonline.com.br/fisica/forca-eletromotriz-resistencia-interna.html>
ANEXOS
-Cálculo para o gráfico da Pilha pequena:
-Eixo x (I):
Módulo de x:
Passo e Degrau:
Equação da escala:
Pontos do eixo x:
-Eixo y (V):
Módulo de y:
Passo e Degrau:
Equação da escala:
Pontos do eixo y:
-Cálculo para o gráfico da Pilha grande:
-Eixo x (I):
Módulo de x:
Passo e Degrau:
Equação da escala:
Pontos do eixo x:
-Eixo y (V):
Módulo de y:
Passo e Degrau:
Equação da escala:
Pontos do eixo y:
Cálculo da resistência interna da pilha pequena:
Cálculo da resistência interna da pilha grande: