relatório unidade 1 eletricidade UFERSA

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMIÁRIDO – UFERSA
CAMPUS CARAÚBAS
DISCIPLINA: LABORATÓRIO DE ELETRICIDADE E MAGNETISMO
DOCENTE: ANA TEREZA DE ABREU LIMA
RELATORIO REFERENTE AOS EXPERIMENTOS DA 1º UNIDADE
DISCENTE: AKIRA COUZACK DE FREITAS COSTA
TURMA: 01 
CARAÚBAS
JANEIRO DE 2018
SUMÁRIO
1.	OBJETIVOS	3
2.	REFERENCIAL TEÓRICO	4
2.1	Gerador de Van der Graff	4
2.2	Multimetro	6
4.	MATERIAIS E MÉTODOS	7
4.1	Materiais:	7
4.2	Métodos:	8
5	RESULTADOS E DISCUSSÕES	9
6	CONCLUSÃO	13
7	REFERÊNCIAS	14
OBJETIVO
 	Os experimentos realizados durante a unidade tiveram como objetivo principal colocar em pratica os conceitos aplicados em sala na disciplina teórica. 
 	Tendo como objetivos específicos a descrição de como são produzidas as cargas elétricas e como funciona o gerador de Van der Graf, além de demostrar o funcionamento do eletroscópio de folhas, torniquete elétrico, ionização das moléculas e do para raios. E ainda aprender a utilizar o multímetro 
	
REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 Gerador de Van der Graff
2.1.1 Carga elétrica
 	A matéria é composta por átomos e que por usa vez é composto por três partículas elementares, essas partículas recebem o nome de elétron, próton e nêutron, sendo o, elétron negativo, próton positivo e o nêutron como o nome já diz, neutro, os prótons e os nêutrons ficam no núcleo do átomo enquanto que os elétrons orbitam o núcleo formando camadas. Quando um átomo tem a quantidade de elétrons diferente de prótons, diz-se que ele estar carregado eletricamente.
	Na natureza os átomos são encontrados no equilíbrio eletrostático, ou seja, neutro, e para que surja uma diferença entre as partículas, deve-se eletrizar o corpo, esse processo pode ocorrer por atrito, contato ou indução.
	Quando um corpo esta carregado, diz-se que ele tem carga, e a carga é quantizada, sendo assim só pode assumir valores múltiplos de 1,60217662 × 10-19 coulombs, que é a carga fundamental do elétron.
A carga Q de um corpo pode ser definido como:
Q = ne
	
2.1.2 Eletrização de corpos
 	Como mencionado antes, à três formas de eletrizar um corpo, a primeira delas é a eletrização por atrito, que ocorre quando dois corpos são atritados entre si, durante o processo um dos corpos perde elétrons para o outro corpo resultando em dois corpos carregados, um positivo e outro negativo. O segundo método de eletrização é por condução, nesse pelo menos um dos corpos deve estar carregado e quando próximos um dos corpos que vai ceder elétrons para o outro a fim de manter a mesma quantidade de carga entre eles. Por fim o último método de eletrização é por indução, para esse processo os corpos devem estar com cargas opostas, para que um dos corpos com atraia as partículas opostas fazendo com que as partículas de mesmo sinal sejam repelidas para o outro lado do corpo, sendo então criado um dipolo, um exemplo desse método e o fio terra que manda as cargas acumuladas para o solo.
	2.1.3 Lei de Coulomb
Charles Augustin de Coulomb (1736 - 1806) verificou de forma experimental que existe uma interação entre as cargas, essa força surge de duas formas, sendo a primeira repulsão, quando as cargas têm o mesmo sinal ou atração se as cargas possuem sinal diferente,
A lei de Coulomb demostra que a força e inversamente proporcional ao quadrado da distância enquanto que é proporcional ao produto entre as duas cargas.
		
Sendo K uma constante que depende do meio.
2.1.4 Campo Elétrico
Denomina-se campo elétrico toda a região do espaço onde existe a influencia de uma carga Q, é através do campo que uma carga consegue “detectar” a existência de outras cargas ao seu redor. Para calcular o campo elétrico em uma determinada região do espaço é necessária uma carga de prova q: 
E = F/q
Se a carga for puntiforme (suas dimensões desprezadas) então o campo elétrico pode ser definido por:
	2.1.5 Gerador de Van der Graff
Desenvolvido por Robert Jemison van de Graff por volta dos anos 30, tem como objetivo gerar tensões elevadas o suficiente para acelerar partículas.
Na atualidade versões menores do gerador, são utilizados para demostrar alguns conceitos físicos na área de eletromagnetismo, esses geradores segundo Joab Silas (sem data):
Constitui-se de um motor capaz de movimentar uma correia feita de material isolante. A correia atrita-se na parte inferior com uma escova metálica ligada ao eletrodo negativo ou positivo de uma fonte. Esse movimento eletriza a correia por atrito, que sobe pelo lado esquerdo eletrizada. Ao chegar à parte superior, a correia toca uma segunda escova, que está em contato com a camada esférica do gerador. Cargas elétricas de sinal oposto ao da correia penetram por ela, deixando a esfera do gerador eletricamente carregada e capaz de gerar altas tensões elétricas ao seu redor.
2.2 Multímetro
O multímetro é um aparelho que pode ser digital ou analógico, ele serve para efetuar diversas medições elétricas, sendo então utilizado por profissionais das áreas mais diversificadas.
O multímetro analógico utiliza um galvometro que é sensível a variações elétricas, enquanto que o no digital funciona convertendo a corrente em sinais. Ambos, se utiliza de uma chave que adequa a escala para a medição, pois, é necessário ter uma estimativa da grandeza a ser mediada.
Em todos os modelos de multímetro existe duas pontas de prova, sendo a vermelha positiva e a preta negativa, quando vai ser feita a medição o plugue comum (COM) sempre é ligado na ponta negativa, e a ponta vermelha vai depender do que se quer medir. As grandezas mais comuns medidas por um multímetro é:
Voltímetro que mede a tensão elétrica, é dado em Volts.
Amperímetro que mede a intensidade do fluxo da corrente que pode ser continua ou alternada
Ohmímetro que mede a resistência elétrica.
	
	2.3 Superfícies equipotenciais
	Recebe o nome de superfície equipotencial, um conjunto de pontos ao redor de uma carga elétrica, onde o potencial elétrico é igual.
 	As linhas de potencial elétrico são sempre ortogonais as linhas de campo elétrico e quando existe movimento de uma carga, este não realiza trabalho, logo: 
Vb – Va = - = - E.L.cos90º |ba = 0 => Vb = Va
 	A diferença de potencial (ddp) entre superfícies vizinhas é constante e nos locais onde a intensidade do campo é fraca, a distância entre as superfícies é maior e acontece o contrário quando a intensidade e alta, nesse caso a distância e menor, ou seja, as superfícies estão próximas.
 	A superfície de um condutor é sempre superfície equipotencial se todas as cargas estão em repouso, ou seja, em uma superfície externa de um conduto, o vetor campo elétrico é sempre ortogonal a todos os pontos da superfície e deste modo nos pontos mais próximos o campo elétrico é nulo, pois, se não fosse as cargas poderiam se mover e isto iria contra o princípio da conservação do campo eletrostático. 	
	
MATERIAIS E MÉTODOS
3.1 Materiais:
3.1.1 Materiais para pratica com o gerador de Van de Graff
01 Gerador de Van de Graff;
01 torniquete elétrico com pivô;
01 esfera auxiliar de descarga;
01 vela;
01 eletrodo gancho para eletroscópio;
Papel alumínio;
01 tachinha;
01 esqueiro;
3.1.2 Materiais para a pratica com o multímetro:
Multímetro;
Fonte de alimentação;
03 resistores;
03 capacitores;
Placa para montagem do circuito;
Cabos, conectores e garras do tipo jacaré;
3.1.3 Materiais para a pratica de superfícies equipotenciais:
02 pontas de prova
02 eletrodos retangularesn
01eletrodo do tipo disco
01 eletrodo tipo anel
01 cuba acrílica
Béquer e água
Fonte de alimentação DC
01 folha milimetrada
Cabos e conectores
Multímetro de bancada
Métodos:
Procedimentos para pratica com o gerador de Van de Graff
 	Com o gerador ligado, foi aumentado a frequência do motor ate o limite e então aproximado uma das esferas auxiliares do gerador ate que ocorresse a descarga elétrica que produziu uma centelha. Em seguida foi descarregado o gerador e colocado sobre um gancho conectado ao gerador, uma fina camada de papel alumínio,e então ligado o gerador.
Depois de retirado o gancho com papel alumínio e descarregado o gerador, foi instalado o torniquete sobre a cúpula do gerador, e em seguida o gerador foi ligado e então observado o que ocorreu.
		Por fim foi aproximado do gerador carregado uma vela acessa e então registrado o que se observou.
Procedimentos para pratica com o multímetro 
Primeiro foi necessário determinar o valor nominal da resistência, e esse procedimento foi executado utilizando a tabela de cores onde foi identificado a cor dos anéis conforme a figura. E por fim foi aplicado os dados obtidos na formula:
Inicialmente foi identificado cada uma das partes do multímetro, em seguida foi posto separadamente em uma protoboard três resistores e capacitores e então medidos seus valores de resistência e capacitância. Depois de indicado a escala foi montado o circuito conforme a figura 01 e então ajustado a fonte de alimentação para 10V e então medidos os valores de tensão nos pontos indicados. Ainda no circuito da figura 01, foi medido também a corrente que passava por R1, R2 e R3. 
	RESISTORES
	CAPACITORES
	VALOR NOMINAL
	VALOR MEDIDO
	VALOR NOMINAL
	VALOR MEDIDO
	R1 = 1000 Ω
	R1 = 981 Ω
	C1 = 
	C1 = 
	R2 = 100 Ω
	R2 =101 Ω
	C2 = 
	C2 = 
	R3 =1000 Ω
	R3 = 990 Ω
	C3 = 
	C3 = 
	Tabela 01
	TENSAO
	DDP
	VALOR MEDIDO
	ESCALA UTILIZADA
	AB ou AC
	9.4 V
	20 V
	CD
	0.84 V
	20 V
	BD
	0.84 V
	20 V
	TABELA 02
	CORRENTE
	#
	VALOR MEDIDO
	ESCALA UTILIZADA
	R1 
	9.5 mA
	20 mA
	R2 
	0.95 mA
	20 mA
	R3 
	9.5 mA
	20 mA
	TABELA 03
Resultados e discursões 
5.1 Pratica: Gerador de Van de Graff
	
		No primeiro experimento, foi encostado na esfera de Van de Graff um bastão com uma esfera menor, que resultou na criação de faíscas gerados entre as esferas, essas faíscas eram a transferência de elétrons na forma visível, resultados do rompimento entre os elétrons devido ao ar. A tensão gerada a uma distância de 20 cm foi de 600.000 Volts.
 Na segunda etapa do experimento quando colocado o papel alumínio na parte externa do gerador, observou-se que os papeis eram repelidos pela esfera de forma radial, esse fenômeno ocorreu devido a um dos processos de eletrização, no caso, por contato. A transferência de cargas deixou o papel e o gerador com o mesmo sinal de carga, e resultou na repulsão entre elas.
 No terceiro procedimento, foi instalando um pino com uma agulha sobre a esfera e em seguida ligou-se o gerador e foi observado que quando aproximava-se a parte oposta do pino, gerava - se faíscas entre eles, logo em seguida quando girava a esfera para a parte que continha o pino as faíscas cessavam, esse efeito se assemelha ao para raios.
 No quarto procedimento, um torniquete foi instalado com um pivô sobre a esfera, e quando ligado, notou-se que o torniquete se movia como um cata-vento, girando e acelerando com o tempo. Isto ocorreu, graças a eletrização nas pontas do torniquete que fazia com que o ar se ionizasse, ocorrendo a repulsão entre esses íons e as pontas, gerando assim a rotação do torniquete.
No quinto procedimento quando a vela acessa é aproximada da esfera, um vento é gerado graças a ionização das moléculas.
 No interior não existe campo uma vez que a esfera é condutora, já no exterior o campo elétrico é:
 5.2 Resultados da pratica: Multímetro
		
		Tendo-se a escala de 100Mv como a mais precisa para a medição de uma certa voltagem é possível medi-la em uma escala maior, mas depende do quanto maior, pois pode-se perder valores importante se a escala for muito maior que a grandeza a ser medida.
	 	Ao conectar o multímetro em serie com o circuito o operador deveria tentar medir a corrente, estando o multímetro na escala de voltagem e montado desta forma poderia ocorrer curto circuito no aparelho
		Para medir a resistência elétrica de um resistor é necessário retira-lo do circuito, caso o contrário o ohmimetro mediria a resistência de todo o circuito.
		A soma das correntes que passa por R2 e R3 é igual a 9.165x10-3 A, e a corrente que passa por R1 é 9,582x10-3 A. Os valores estão bem próximos e isso ocorre devido a em uma associação de resistores em serie a corrente é conservada, neste caso os resistores R2 e R3 estão em serie com o resistor R1.
		Todo dispositivo elétrico apresenta uma resistência interna e se faz necessário saber qual o valor desta resistência para que se tenha ideia da sua interferência nas medidas realizadas. Quando o circuito apresenta um amperímetro e um voltímetro em série, ao dividir a tensão medida pelo voltímetro pela corrente medida pelo amperímetro, obtêm-se o valor da resistência do voltímetro, pois a corrente que passa pelos dispositivos é a mesma. Já quando o circuito apresenta um amperímetro e um voltímetro em paralelo a tensão que passa pelos dispositivos é a mesma e, portanto, dividindo-se a tensão pela corrente medida pelo amperímetro obtêm-se a resistência elétrica interna do amperímetro.
	
		
 	 
CONCLUSÃO
Ambos os experimentos, resultaram no objetivo de demostrar na pratica, os conceitos abordados em sala, acerca de eletricidade, em todos os procedimentos seguidos no laboratório, facilitaram o entendimento de conceitos como a eletrização de corpos, o funcionamento de para raios, da eletrostática, e ainda sobre o uso do multímetro.
 	O contato com o multímetro e suas formas de utilização, assim como as precauções que deve ser tomado para seu uso, sendo um deles a escolhe correta da escala a ser utilizada, representa bem a importância de se abordada não somente na teoria como na pratica
REFERÊNCIAS
http://brasilescola.uol.com.br/fisica/gerador-van-graaff.htm
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/o-multimetro.htm
Youn freedman
So física 
halliday
Imagens dos resistor e tabela retirados do site http://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-sao-resistores.htm