Relatório - Elementos resistivos

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Universidade Federal de Campina Grande 
Centro de Ciências e Tecnologia
Unidade Acadêmica de Física
Lab. Ótica Eletricidade e Magnetismo
Elementos resistivos lineares 
e não lineares
Leisa Rocha da Silva MAT: 116111232
Professor: Laerson Duarte 
Turma: 05 
Campina Grande – PB
Julho de 2017
SUMÁRIO
1 OBJETIVOS.................................................................................................................03
1.1 Objetivo geral...................................................................................................03
2 INTRODUÇÃO............................................................................................................04
3 MATERIAL UTILIZADO...........................................................................................06
4 METODOLOGIA.........................................................................................................07
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO..................................................................................08
6 CONCLUSÃO..............................................................................................................09
7 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.........................................................................10
8 ANEXOS......................................................................................................................11
OBJETIVOS
Objetivos
Com esse experimento deveremos ser capazes de distinguir entre elementos resistivos lineares e não lineares. E também analisar os dois métodos de medição da resistência apresentados, pois existem erros associados ao voltímetro e ao amperímetro, e avaliar qual seria o mais adequado para uma determinada situação. Na segunda parte do experimento, devemos analisar o comportamento de um diodo num circuito e verificar se este é um elemento resistivo linear ou não linear por meio da análise da sua curva característica. Busca-se também avaliar qual tipo de montagem melhor se adéqua para a avaliação do diodo
INTRODUÇÃO
Elementos resistivos lineares
O comportamento de I em função de V depende das características do componente elétrico. Quando a relação é constante para qualquer valor de V, o elemento é chamado de resistor linear. Esta constante de proporcionalidade é chamada de “resistência” do elemento. Essa situação corresponde à Lei de Ohm, segundo a qual, “a corrente em um resistor é diretamente proporcional à diferença de potencial, ou tensão elétrica, aplicada nele”. Os resistores lineares são, também, chamados de resistores ôhmicos. A curva característica V x I para tais elementos é uma reta.
Elementos resistivos não lineares
São aqueles para os quais a razão entre a d.d.p. aplicada e a intensidade de corrente que os atravessam não é constante. Ou seja, a resistência R do elemento não é constante. Isto implica em que a sua curva V x I característica não é uma reta. Assim em cada ponto define-se uma resistência aparente pela razão entre a ordenada e a abscissa correspondente a um ponto da curva.
Este comportamento de não linearidade da curva pode depender de valores tais como a temperatura, iluminação, tensão, terminais do elemento, etc.
Para saber se um elemento obedece à Lei de Ohm devemos submeter o material a diversas diferenças de potencial e medir a corrente que o atravessa, e em seguida traçar o gráfico V x I. Para analisar detalhadamente o comportamento de elementos resistivos submetidos a mudanças de tensão é necessário fazer medições e para estas a partir de dois dispositivos: o voltímetro e o amperímetro.
Para utilizar esses dispositivos no circuito existem dois tipos de montagem: a montagem a montante e a montagem a jusante. Na montagem a montante o voltímetro é posicionado antes do amperímetro, isso significa que a tensão lida no voltímetro inclui a queda de potencial no amperímetro, e a corrente lida é a mesma que passa pela resistência.
Assim,
Já na montagem a jusante o voltímetro é colocado depois do amperímetro, assim a tensão lida não inclui a tensão do amperímetro e diz respeito apenas ao elemento resistivo. A corrente que será lida é a soma da corrente que passa pelo voltímetro e da que passa pelo elemento resistivo.
Assim,
Percebe-se que a montagem a montante possivelmente resulta em valores mais precisos quando a resistência a se medir é muito maior que a resistência interna do amperímetro, e a montagem a jusante pode ser mais precisa em casos em que a resistência interna do voltímetro seja muito maior que a resistência a medir. Porém, tal fato não é fator crucial em determinados casos, pois ambas as leituras podem ser satisfatórias.
Diodo
O diodo é um dispositivo que deixa passar facilmente a corrente num sentido, e quase não a deixa passar no sentido oposto. Podemos considerar o diodo como um dispositivo que apresenta resistência de polarização direta R(d) quase nula, resistência de polarização inversa R(i) altíssima.
Além disso, a resistência de polarização direta do diodo não é constante, variando com a d.d.p., ou seja, o gráfico V x I para o diodo é uma linha de inclinação variável.
MATERIAL UTILIZADO
-Multímetro Analógico Minipa ET – 30009 e Standard ST – 505;
- Multímetro Digital Tektronix DM250;
- Prancheta, modelo do laboratório;
- Resistores, cabos para ligação, uma pilha; Fonte de tensão regulável; Fio homogêneo de 1,0 m;
-Potenciômetro; 
-Microamperímetro (50uA); 
-Acessórios de conexão.
METODOLOGIA
Montagem a Montante
Montou-se o circuito conforme a figura 8-9 da Apostila, lembrando que na montagem a montante o voltímetro é posicionado antes do amperímetro. O potenciômetro P de 47KΩ deve estar inicialmente na posição de resistência máxima. Então, girou-se o potenciômetro variando a corrente (I) através do amperímetro em intervalos regulares e a tensão através do voltímetro. Anotaram-se os dados nas Tabelas I e II para o resistor de 560Ω e 10KΩ, respectivamente.
Montagem a jusante
Repetiram-se os procedimentos anteriores para esta montagem. Lembrando que na montagem a jusante o voltímetro é colocado depois do amperímetro. Montou-se o circuito como na Fig.8-10. Anotaram-se os dados nas Tabelas III e IV, para o resistor de 560Ω e 10KΩ, respectivamente.
Levantamento da Curva Característica do próprio miliamperímetro
Mediu-se então a corrente e tensão no miliamperímetro, para poder fazer um levantamento da curva característica do mesmo. Os resultados foram anotados na tabela V.
Levantamento da Curva Característica de um Elemento não linear
Montou-se o circuito a montante para obter os valores da corrente e da tensão, com o diodo polarizado no lugar da em lugar da resistência usada anteriormente. Com o resistor de 47Ω em série com o diodo, mediu-se em intervalos iguais os valores de I e V sobre o diodo. Anotaram-se os dados na Tabela VI. Repetiu-se os procedimentos anteriores, mas com a montagem a jusante, então anotaram os dados na Tabela VII.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Montagem a montante
	I(mA)
	0,1
	0,2
	0,3
	0,4
	0,5
	0,6
	0,7
	0,8
	0,9
	1,0
	V(V)
	0,071
	0,126
	0,198
	0,262
	0,326
	0,389
	0,452
	0,514
	0,576
	0,639
Tabela I: R1 = 560Ω
	I(mA)
	0,1
	0,2
	0,3
	0,4
	0,5
	0,6
	0,7
	0,8
	0,9
	1,0
	V(V)
	1,07
	2,14
	3,11
	4,22
	5,21
	6,25
	7,22
	8,20
	9,18
	10,22
Tabela II - R2 = 10 KΩ
Montagem a jusante
	I(mA)
	0,1
	0,2
	0,3
	0,4
	0,5
	0,6
	0,7
	0,8
	0,9
	1,0
	V(V)
	0,067
	0,122
	0,179
	0,236
	0,302
	0,349
	0,405
	0,461
	0,517
	0,573
Tabela III: R1 = 560Ω
	I(mA)
	0,1
	0,2
	0,3
	0,4
	0,5
	0,6
	0,7
	0,8
	0,9
	1,0
	V(V)
	1,16
	2,16
	3,09
	4,15
	5,19
	6,20
	7,20
	8,15
	9,12
	10,11
Tabela IV - R2 = 10 KΩ
Levantamento da Curva Característica do próprio miliamperímetro
	I(mA)
	0,1
	0,2
	0,3
	0,4
	0,5
	0,6
	0,7
	0,8
	0,9
	1,0
	V(mV)
	7,4
	14,0
	20,6
	27,2
	33,8
	40,5
	47,053,4
	59,9
	66,8
Tabela V
Levantamento da Curva Característica de um Elemento não linear
	I(mA)
	0,025
	0,09
	0,2
	0,5
	0,85
	8,9
	15,0
	29,0
	54,0
	82,0
	V(mV)
	450
	500
	550
	600
	650
	700
	750
	800
	850
	900
Tabela VI: R1 = 560Ω
	I(mA)
	0,02
	0,09
	0,32
	0,88
	4,0
	10,0
	20,0
	40,0
	76,0
	110,0
	V(mV)
	450
	500
	550
	600
	650
	700
	750
	800
	850
	900
Tabela VII - R2 = 10 KΩ
Gráficos das tabelas acima em ANEXOS.
CONCLUSÃO
Após os obter as resistências pelos gráficos para cada montagem e comparar o valor calculado com o real dos resistores, percebemos que a montagem a jusante apresenta desvios percentuais menores que a montagem a montante, assim a que apresenta resultados mais satisfatórios é a montagem a jusante.
Os gráficos do diodo diretamente polarizado para as duas montagens formaram uma curva não linear, logo, o elemento resistivo trata-se de um elemento não linear, ou seja, não ôhmico. Assim, pode concluir que o diodo é de fato um elemento resistivo não linear após a observação de sua curva característica.
Por fim, pode observar que as montagens as quais o diodo foi submetido resultaram em valores muito próximos, obtendo curvas parecidas. Assim, podemos concluir que a curva à jusante passou por mais pontos experimentais e a partir disso pode ser considerada a mais próxima dos valores aceitáveis.
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.
ANEXOS
-Cálculo para o gráfico 1 da montagem a montante R=560Ω:
-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 2 da montagem a montante R=10KΩ:
-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 3 da montagem a jusante R=560Ω:
-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 4 da montagem a jusante R=10KΩ:
-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 5 da Curva característica do miliamperimetro:
-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 Curva característica de um Elemento não linear:
Diodo montagem a montante gráfico 6:
-Eixo x (V):
Módulo de x:
Passo e Degrau:
Equação da escala:
Pontos do eixo x:
-Eixo y (I):
Módulo de y:
Passo e Degrau:
Equação da escala:
Pontos do eixo y:
Diodo montagem a jusante gráfico 7:
-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 das resistências e dos desvios de todos os gráficos 1, 2, 3, 4,5: 
OBS: Os valores de I estão convertidos em ampère:
Gráfico 1:
Gráfico 2:
Gráfico 3:
Gráfico 4: