3 Relatório FIII

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Estácio Sergipe
CURSO: ENGENHARIA CIVIL E MECÂNICA
DISCIPLINA: FÍSICA TEÓRICA EXPERIMENTAL III
TURMA: CCE0850
DATA DO EXPERIMENTO: 05/03/2018
PROFESSOR: COCHIRAN PEREIRA DOS SANTOS
Segunda Lei de Ohm
COMPONENTES:	Consuelo Dantas dos Santos
Emerson Pereira de Jesus
Uoshington Fernando C de Souza
Aracaju SE
Março de 2018.
Introdução
	A primeira lei de Ohm estabelece uma relação entre as grandezas elétricas tensão, corrente, e a resistência em um circuito. Relata que quando uma corrente atravessa um fio condutor ela é proporcional à diferença de potencial aplicada.
 (Equação 1)
	Ohm comprovou através dos seus experimentos que a resistência elétrica é proporcional ao comprimento do condutor e inversamente proporcional a área da seção transversal, sendo descrita como a segunda lei de Ohm (LABORATÓRIO DE ELETRICIDADE, 2010).
 (Equação 2)
Onde:
R é a resistência do material;
Ρ é a resistividade do material;
L é o comprimento;
A é a área.
	A unidade de resistividade (ρ) é Ω.m (SERWAY, 1992) e estes valores de resistividade variam de acordo com o material a ser usado, os metais possui uma resistividade da ordem de 10-8 Ω.m, já os isolantes possuem uma resistividade superior a 1010 Ω.m. 
	A Segunda Lei de Ohm  tem fatores que influenciam a resistência elétrica. Esta resistência depende da geometria do condutor e do material de que ele é feito. A resistência é diretamente proporcional ao comprimento do condutor e inversamente proporcional a área de seção. O coeficiente de proporcionalidade é conhecido como resistividade, e é uma característica de cada material (LABORATÓRIO DE ELETRICIDADE, 2010).
Objetivos
	Determinar a dependência da resistência R de um fio com seu comprimento l, sua área A da seção e o material de que é constituído.
Materiais utilizados
Multímetro digital, condutores de constantan de diferentes diâmetros e cabos.
Procedimento experimental
	Utilizar um multímetro digital na função de medir resistências (ôhmímetro). Os multímetros digitais normalmente podem medir resistências de 0,1 Ω até dezenas d MΩ, devendo ser conectado diretamente em paralelo aos terminais do condutor. Não há necessidade de fonte externa para realizar a medida, já que o ohmímetro pode ser entendido como um conjunto formado por uma fonte de tensão proveniente de sua bateria, um voltímetro e um amperímetro.
1ª Parte:
	Medir o valor da resistência R entre dois pontos do condutor começando em 3cme depois variar o comprimento (l), considerar ø1 =0,2mm. Anotar os dados na Tabela 1.
2ª Parte:
	Em seguida fazer as medições no diâmetro ø2 = 0,3mm, realizar o mesmo procedimento feito na primeira parte. Anotar os dados na Tabela 2.
3ª Parte:
	Por fim, fazer as medições no diâmetro ø2 = 0,4mm, realizar o mesmo procedimento feito na primeira parte. Anotar os dados na Tabela 3.
Resultados e Discussão
	Segue os valores determinados experimentalmente na primeira parte, na Tabela 1. Para calcular a área foi usada a Equação 3.
 A = π x r2 (Equação 3)
 Tabela 1: Valores experimentais obtidos utilizando o diâmetro 0,02mm.
	l (m)
	0,03
	0,06
	0,09
	0,12
	0,15
	0,18
	0,21
	0,24
	0,27
	0,30
	R (Ω)
	1,6
	2,2
	2,5
	3,0
	3,5
	4,0
	4,5
	4,9
	5,3
	6,2
Figura 1: Gráfico obtido utilizando o diâmetro de 0,02mm.	
	O valor teórico da resistência é R =16,0 Ω/m. Depois de plotar o gráfico, foi determinado coeficiente angular resultando em R = 16,18 Ω/m, o valor da resistência experimental. 
	Em seguida calculou-se a resistividade utilizando a Equação 2, resultando em ρ = 5,08 x 10-9Ω.m.Em seguida, foi realizada a medida utilizando um fio com um diâmetro de 0,03 mm, os valores estão descritos na Tabela 2, e a Figura 2 nos mostra o gráfico plotado.
Tabela 2: Valores experimentais obtidos utilizando o diâmetro 0,03mm.
	l (m)
	0,03
	0,06
	0,09
	0,12
	0,15
	0,18
	0,21
	0,24
	0,27
	0,30
	R (Ω)
	1,1
	1,2
	1,4
	1,6
	1,8
	2,0
	2,2
	2,4
	2,6
	2,8
 
Figura 2: Gráfico obtido utilizando o diâmetro de 0,03mm.
	Utilizando um diâmetro de ø2 = 0,3mm, pode-se observar que o valor teórico da resistência é R =7,0 Ω/m. Depois de plotar o gráfico, foi determinado coeficiente angular resultando em R = 6,48 Ω/m, o valor da resistência experimental. Este por sua vez apresentou uma resistividade de ρ = 4,58 x 10-9Ω.m.
	Por fim, o experimento foi realizado como descrito na terceira etapa. Utilizando um diâmetro de 0,04 mm. A Tabela 3 mostra os resultados obtidos no laboratório.
Tabela 3: Valores experimentais obtidos utilizando o diâmetro 0,04mm.
	l (m)
	0,03
	0,06
	0,09
	0,12
	0,15
	0,18
	0,21
	0,24
	0,27
	0,30
	R (Ω)
	0,9
	1,0
	1,1
	1,2
	1,4
	1,5
	1,6
	1,8
	1,9
	2,1
Figura 3: Gráfico obtido utilizando o diâmetro de 0,04mm.
	Ao aumentar o diâmetro do fio para ø2 = 0,4mm, pode-se observar que o valor teórico da resistência é R =4,0 Ω/m. Depois de plotar o gráfico, foi determinado coeficiente angular resultando em R = 4,424 Ω/m, o valor da resistência experimental. Apresentando uma resistividade de ρ = 4,56 x 10-3Ω.m. A Tabela 4 nos mostra que quanto maior o tamanho do diâmetro, menor será o valor obtido da resistividade.
Tabela 4: Resultados obtidos em laboratório.
	Diâmetros
	Resistividades (Ω.m)
	0,02
	5,08 x 10-9
	0,03
	4,58 x 10-9
	0,04
	4,56 x 10-3
Questões
1. Com base nos valores de resistência dos três condutores iguais (constantan), o que se conclui quanto à sua dependência com o diâmetro?
Resposta: Foi possível observar que quanto maior for o diâmetro usado, menor será a resistência.
2. Em uma instalação elétrica, como em uma residência ou indústria, qual o condutor deve ser utilizado para evitar perdas, o que possui maior ou menor diâmetro?
Resposta: Teoricamente é usado um condutor de maior diâmetro, pois se utilizarmos um condutor de menor diâmetro para uma amperagem maior do que a suportada pelo condutor este irá aquecer provocando perdas por efeito joule. Para instalações residenciais e industriais é necessário dimensionar a demanda através de critérios estabelecidos na NBR 5410 para se determinar o diâmetro compatível com a necessidade do circuito (NBR 5410, 2004).
3. Pesquise sobre os materiais utilizados na composição dos condutores de constantan.
Resposta: O Constantan é um fio de liga a base de níquel-cobre que tem uma alta resistividade, é usada em termopares e aquecimento por resistência elétrica. Possui uma resistividade constante em altas temperaturas. A liga de constantan foi descoberta por um processo de tentativa e erro. Descobriu-se que uma liga de 60% Cobre e 40% Níquel proporcionava o mínimo de mudança de resistência com a temperatura. Por ser resistente a temperatura, ele é usado para a produção de termopares, fios de outros metais como cobre, ferro e cromel. É utilizado em resistências, em shunts de corrente contínua, dentre outras utilidades (Constantan, sd).
Conclusões 
	Pode-se concluir que quanto maior o comprimento maior será a resistência, comprovando que a resistência elétrica é diretamente proporcional ao comprimento do condutor. Já analisando o tamanho do diâmetro, foi observado que quanto maior o diâmetro do fio, menor será a sua resistividade. 
	
Bibliografia
ABNT NBR 5410, Segunda edição 30.09.2004. Válida a partir de 31.03.2005. Versão Corrigida 17.03.2008. Instalações elétricas de baixa tensão. 
Constantan. Disponível em:
<http://www.chemistrylearner.com/constantan.html>. Acessado em 18/03/2018.
Laboratório de Eletricidade e Magnetismo: Resistência e Corrente Elétrica. Instituto de Física de São Carlos. São Carlos, 2010. Disponível em: <http://www.ifsc.usp.br/~strontium/Teaching/Material2010-2%20FFI0106%20LabFisicaIII/04-ResistenciaCorrenteEletrica.pdf>.Acessado em 16/03/2018.
SERWAY, R. A., Física, Volumes III,3aEdição, Livros Técnicos e Científicos, 1992.