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QUESTÃO 1: Com o objetivo de se obter o valor da resistência individual de dois resistores desconhecidos e diferentes, foram associados em série e em paralelo e o gráfico abaixo de V(V) x i (A) foi construído. a) Explique qual reta representa cada uma das associações e calcule a resistência individual de cada um dos resistores. Resp: Azul, associação em série. Laranja, associação em paralelo. Dica: lembrar que quanto mais inclinada a reta, maior é a resistência do circuito medido. A resistência individual pode ser calculada a partir do gráfico. Lembrando que 𝑹𝑹 = 𝑽𝑽 𝒊𝒊 𝑅𝑅𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 ≈ 7,00,002 ≈ 3500 Ω 𝑅𝑅𝑎𝑎𝑎𝑎𝑙𝑙𝑎𝑎𝑙𝑙𝑙𝑙𝑎𝑎 ≈ 30,004 ≈ 750 Ω b) Sabendo que o código de cores para o resistor 1 é vermelho/vermelho/vermelho/dourado, e o do resistor 2 é marrom/vermelho/vermelho/dourado, calcule o erro percentual em cada um dos casos. 𝑅𝑅1 = 2200 Ω± 5% 𝑅𝑅2 = 1200 Ω± 5% 𝑅𝑅𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = 𝑠𝑠é𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟 = 𝑅𝑅1 + 𝑅𝑅2 = 3500 𝑅𝑅𝑎𝑎𝑎𝑎𝑙𝑙𝑎𝑎𝑙𝑙𝑙𝑙𝑎𝑎 = 𝑅𝑅1𝑅𝑅2𝑅𝑅1 + 𝑅𝑅2 = 750 𝑅𝑅1𝑅𝑅2 = 750 ∗ 3500 → 𝑅𝑅1 = 750 ∗ 3500𝑅𝑅2 𝑅𝑅1 + 𝑅𝑅2 = 3500 → 750 ∗ 3500𝑅𝑅2 + 𝑅𝑅2 = 3500 750 ∗ 3500 + 𝑅𝑅22 − 3500𝑅𝑅2 = 0 → 𝐸𝐸𝐸𝐸𝐸𝐸𝐸𝐸çã𝑜𝑜 𝑑𝑑𝑜𝑜 2º 𝐺𝐺𝑟𝑟𝐸𝐸𝐸𝐸 𝑅𝑅𝐸𝐸𝑟𝑟𝑅𝑅𝑟𝑟𝑠𝑠 𝑝𝑝𝐸𝐸𝑟𝑟𝐸𝐸 𝑅𝑅2 = 1088,6 𝑜𝑜𝐸𝐸 2411,4 𝑅𝑅2 = 1088,6 → 𝑅𝑅1 = 2411,35 𝑅𝑅2 = 2411,4 → 𝑅𝑅1 = 1088,6 Ou seja, tanto faz. Erro percentual. 𝐸𝐸𝑟𝑟𝑟𝑟𝑜𝑜𝑅𝑅1 = 2411,4 − 22002200 ∗ 100% = 9,6% 𝐸𝐸𝑟𝑟𝑟𝑟𝑜𝑜𝑅𝑅2 = 1200 − 1088,61200 ∗ 100% = 9,2% 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 0,000 0,010 0,020 0,030 0,040 V (V ol ts ) i (A) QUESTÃO 2: Para se obter a resistividade de um fio desconhecido, utilizou-se um multímetro e para cada tamanho de fio L(m), um valor de resistência foi medido. Sabendo que o diâmetro do fio é D=0,15 mm: L (m) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 R (Ω) 0,36 0,74 1,08 1,45 1,80 2,10 2,50 2,86 3,21 3,54 a) Através do método dos mínimos quadrados (MMQ), obtenha a equação da reta formada pelos pontos experimentais; b) Utilizando o papel milimetrado, trace um gráfico de R(Ω) x L(m) (o gráfico deve conter os pontos experimentais e a reta ajustada). X Y x*y X² n L (m) R (Ω) 1 0,1 0,36 0,036 0,01 2 0,2 0,74 0,148 0,04 3 0,3 1,08 0,324 0,09 4 0,4 1,45 0,58 0,16 5 0,5 1,8 0,9 0,25 6 0,6 2,1 1,26 0,36 7 0,7 2,5 1,75 0,49 8 0,8 2,86 2,288 0,64 9 0,9 3,21 2,889 0,81 10 1 3,54 3,54 1 Somatório 5,5 19,64 13,715 3,85 𝑦𝑦 = 𝐸𝐸 ∗ 𝑥𝑥 + 𝑏𝑏 𝐸𝐸 = 𝑁𝑁 ∗ ∑𝑥𝑥𝑦𝑦 − ∑𝑥𝑥∑𝑦𝑦 𝑁𝑁∑𝑥𝑥2 − (∑𝑥𝑥)2 ; 𝑏𝑏 = ∑𝑦𝑦∑𝑥𝑥2 − ∑𝑥𝑥∑𝑥𝑥𝑦𝑦𝑁𝑁∑𝑥𝑥2 − (∑𝑥𝑥)2 𝐸𝐸 = 10 ∗ 13,715 − 5,5 ∗ 19,6410 ∗ 3,85 − (5,5)2 = 29,138,25 = 3.5309 y = 3,5344x + 0,0223 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 R( Ω ) L(M) Resistência por Comprimento Dados Experimentais Pontos do Ajuste Linear (Pontos do Ajuste) 𝑏𝑏 = 19,64 ∗ 3,85 − 5,5 ∗ 13,71510 ∗ 3,85 − (5,5)2 = 0,18158,25 = 0.022 Y=3,5309x+0,022 Pontos para reta do ajuste 𝑥𝑥 = 0,05 → 𝑦𝑦 = 3,5309 ∗ 0,05 + 0,022 = 0,199 𝑥𝑥 = 0,95 → 𝑦𝑦 = 3,5309 ∗ 0,95 + 0,022 = 3.38 X Y 0,05 0,199 0,95 3,38 • 1º Passo: Fazer o fator de escala. • 2º Passo: marcar os pontos experimentais (AZUL) • 3º Passo: marcar os pontos de ajuste (LARANJA) • 4º Passo: Traçar a reta de ajuste entre os pontos laranjas. • 5º Passo: não esquecer dos títulos e rótulos dos eixos. c) Calcule a resistividade para o fio em questão e compare com o valor tabelado para descobrir o material de que é composto o fio. Calcule também o erro percentual na medida obtida. Da equação da reta: y = 3,5309x + 0,022 O coeficiente angular é 3,5309 que é igual a resistividade sobra a área, ou seja, 𝜌𝜌 𝐴𝐴 = 3,5309 → 𝜌𝜌 = 𝐴𝐴 ∗ 3,5309 → 𝜌𝜌 = �π ∗ (0,15 ∗ 10−3)2 �2 ∗ 3,5309 = 6,23962 ∗ 10−8 Ω𝑚𝑚2𝑚𝑚 = 6,23962 ∗ 10−2 Ω 𝑚𝑚𝑚𝑚2/𝑚𝑚 = 0,0623962 Ω 𝑚𝑚𝑚𝑚2/𝑚𝑚 Zinco. QUESTÃO 3: A tabela a seguir foi obtida em um laboratório de eletrônica, onde um técnico monitorou um resistor ligado a uma fonte de alimentação que fornecia corrente contínua. Com auxílio de um voltímetro e um amperímetro foram obtidos os resultados das medidas da diferença de potencial (V) nos extremos do resistor e da corrente elétrica (I) que atravessava o mesmo. Estes dados foram sendo anotados a medida que era aumentado o potencial elétrico fornecido pela fonte. Faça o que se pede: V(Volt) 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 I(mA) 0,21 0,42 0,64 0,85 1,06 1,28 1,49 1,71 1,92 2,13 a) trace o gráfico V = f(I) para em papel milimetrado, indicando claramente: a.1) o cálculo dos fatores das escalas; a.2) o título do gráfico; as variáveis que ocupam cada eixo e suas respectivas unidades; a.3) os pontos experimentais b) Por meio do método dos mínimos quadrados (MMQ) determine: b.1) os coeficientes angular (a) e linear (b); b.2) a equação da função; c) indique o valor mais provável da resistência e o código de cores deste resistor. Resp.: 𝑹𝑹 = 𝟎𝟎,𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐 ∗ 𝟐𝟐𝟎𝟎𝟐𝟐 = 𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐,𝟐𝟐 𝛀𝛀 ->Vermelho, Marrom, Laranja, Preto, Gold Como 𝑹𝑹 = 𝑽𝑽 𝒊𝒊 e 𝒊𝒊 está em mA, ou seja, 𝟐𝟐𝟎𝟎−𝟐𝟐, 𝑹𝑹 = 𝑽𝑽 𝒊𝒊∗𝟐𝟐𝟎𝟎−𝟐𝟐 = 𝑽𝑽 𝒊𝒊 ∗ 𝟐𝟐𝟎𝟎𝟐𝟐 Lembrar que de 𝒚𝒚 = 𝒂𝒂𝒂𝒂 + 𝒃𝒃,𝒂𝒂 = 𝑽𝑽 𝒊𝒊 d) faça um desenho esquemático do experimento indicando o posicionamento do voltímetro, amperímetro, fonte e resistor. Feito em slide. QUESTÃO 4: Dados os dois resistores abaixo, faça a o que se pede: a) Informe a leitura nominal dos resistores e a incerteza associada. 𝑹𝑹𝟐𝟐 = 𝟓𝟓,𝟔𝟔 𝑲𝑲𝛀𝛀 ± 𝟓𝟓% 𝐞𝐞 𝐑𝐑𝟐𝟐 = 𝟓𝟓,𝟎𝟎 𝑲𝑲𝛀𝛀 ± 𝟐𝟐𝟎𝟎% Lembrar: K=10³ b) Calcule a incerteza associada no cálculo da potência (P=RI²) (propagação de erros), considerando a incerteza associada a corrente de 0,1 A, como 0,1% do valor medido no amperímetro. y = 0,2138x - 0,0047 0 0,5 1 1,5 2 2,5 0 2 4 6 8 10 12 I ( m A) V (v)) Resistência I(mA) Linear (I(mA)) 𝑝𝑝𝐸𝐸𝑟𝑟𝐸𝐸 𝑅𝑅1: 𝑃𝑃 = 𝑅𝑅𝑟𝑟2 → 𝑑𝑑𝑃𝑃 = 𝑅𝑅2𝑟𝑟 𝑑𝑑𝑟𝑟 → 𝑑𝑑𝑃𝑃 = 5,6 ∗ 103 ∗ 2 ∗ 0,1 ∗ (0,1 ∗ 0,001) = 0,112 𝜔𝜔 𝑝𝑝𝐸𝐸𝑟𝑟𝐸𝐸 𝑅𝑅2: 𝑃𝑃 = 𝑅𝑅𝑟𝑟2 → 𝑑𝑑𝑃𝑃 = 𝑅𝑅2𝑟𝑟 𝑑𝑑𝑟𝑟 → 𝑑𝑑𝑃𝑃 = 5,0 ∗ 103 ∗ 2 ∗ 0,1 ∗ (0,1 ∗ 0,001) = 0,100 𝜔𝜔 QUESTÃO 5: O multímetro é um equipamento muito utilizado em engenharia, com o mesmo instrumento podem ser feitas diferentes medidas de grandezas elétricas. Indique o tipo de leitura que é feita nas seguintes posições do multímetro, isto é informe qual grandeza está sendo medida e qual a unidade desta medida, quando o seletor aponta para A , C e E respectivamente. A- Corrente Contínua B- Corrente alternada C- Tensão alternada D- Tensão contínua E- Resistência. Revise também precisão e exatidão. Código de Cores para Resistores Cores 1ª/2ª e 3ª Faixa 4ª Faixa Multiplicador 5ª Faixa Tolerância Preto 0 100 - Marrom 1 101 ± 1% Vermelho 2 102 ± 2% Laranja 3 103 - Amarelo 4 104 - Verde 5 105 ± 0,5% Azul 6 106 ± 0,25% Violeta 7 107 ± 0,1% Cinza 8 108 ± 0,05% Branco 9 109 - Ouro - 10-1 ± 5% Prata - 10-2 ± 10% 0,1% do valor medido (0,1A) Thiago Oval Thiago Linha
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