4° Relatório Lei de ohm

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE ESTADUAL DO RIO GRANDE DO NORTE – UERN
FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS – FANAT
CURSO: LICENCIATURA EM FÍSICA
Eudes Batista
Relatório de Laboratório de Eletromagnetismo 
Experiência 3: Lei de Ohm 
Mossoró – RN
2018
UNIVERSIDADE ESTADUAL DO RIO GRANDE DO NORTE – UERN
FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS – FANAT
CURSO: LICENCIATURA EM FÍSICA
Eudes Batista
Relatório de Laboratório de Eletromagnetismo 
Experiência 3: Lei de Ohm 
Relatório apresentado ao professor Dr.: José Alzamir referente a uma parcela da primeira avaliação da disciplina laboratório de Eletromagnetismo 
Mossoró – RN
2018
SUMÁRIO
1. Introdução 	04
2. Objetivos 	05
3. Materiais utilizados	05
4. Procedimento experimental	06
5. Análise dos dados experimentais	07
6. Conclusões	13
7. Referências	14
Anexos	15
13
Introdução
A Lei de Ohm, assim designada em homenagem ao seu formulador Georg Simon Ohm, indica que a diferença de potencial (V) entre dois pontos de um condutor é proporcional à corrente elétrica (I).
Quando essa lei se aplica a um determinado resistor, este se denomina resistor ôhmico ou linear. A resistência de um dispositivo condutor é dada pela fórmula:
Onde:
V → é a diferença de potencial elétrico (ou tensão, ou ddp) medida em Volts
R → é a resistência elétrica do circuito medida em Ohms
I → é a intensidade da corrente elétrica medida em Ampères
E não depende da natureza de tal: ela é válida para todos os resistores. Entretanto, quando um dispositivo condutor obedece à Lei de Ohm, a diferença de potencial é proporcional à corrente elétrica aplicada, isto é, a resistência é independente da diferença de potencial ou da corrente selecionada.
É a energia acumulada por uma infinidade de elétrons entre dois pontos de um circuito, que havendo desequilíbrio em suas quantidades e um meio facilitador, se “deslocam” do ponto de maior energia para o de menor, fluxo chamado de corrente elétrica. Chamamos de condutores corpos que oferecem pouca dificuldade ao
transporte dessa energia e isolantes aqueles que oferecem muita. Mesmo em materiais bons condutores, esse transporte não é feito sem que haja “perda de energia”, pois parte dessa energia elétrica é transformada em energia térmica. Esta característica, de perdermos parte da energia transportada, dá a ideia de que o meio de transporte oferece certa resistência à passagem da corrente elétrica. À conversão de energia elétrica em energia térmica dá-se o nome de efeito térmico da corrente ou efeito Joule. Situação favorável em aparelhos que se utilizam desse efeito, como aquecedores, chuveiro elétrico e torradeira. Estes aparelhos, para seu funcionamento, usam um resistor que tem como única finalidade fazer a conversão dessas energias. Quanto maior a resistência do condutor, maior será a energia transformada em calor.
Objetivos
Determinar a relação entre a diferença de potencial aplicada a um resistor;
Determinar a intensidade da corrente que circula pelo resistor;
Construir o gráfico característico de um resistor ôhmico.
Obter o valor da resistência na prática;
Calcular os valores das resistências, para determinar se é próximo do real;
Determinar o valor da resistência experimental, para comparação do valor da prática;
Material Utilizado
Painel para associações;
Fonte de alimentação cc;
Cabos de conexões com pinos bananas;
Amperímetro e Ohmímetro;
Resistor Rx.
Procedimentos Experimentais
Para determinar o valor da resistência, experimentalmente, utilizaram-se duas conexões com pino banana de coloração vermelha e outra preta para ser conectada entre o painel de associação e o ohmímetro, sendo assim conectou-se uma ponta da conexão vermelha e a outra da preta na Resistência Rx da placa de associações, e a de coloração preta serviu para utilização como neutro durante o processo, enquanto que a outra de coloração vermelha foi conectada na placa de associações e na entrada do aparelho ohmímetro para obtenção do valor da resistência experimental.
Tendo realizada a 1ª etapa do experimento, mudou-se o aparelho da função ohmímetro para a função Amperímetro, para sua utilização na determinação da resistência para analisar se o valor obtido estaria próximo do valor da resistência experimental. É então realizada a conexão dos cabos de pico Banana entre os aparelhos: Amperímetro, Fonte de Alimentação CC e a placa de Associação a fim de montar um circuito de tal forma descrita a seguir: Um cabo de conexão vermelha foi colocado ligando a Fonte de Alimentação ao Rx , e outra conexão de coloração vermelha saiu da Fonte de Alimentação e foi conectada no Amperímetro, e uma conexão foi colocada entre a placa de associação de resistores e o Amperímetro para utilização como neutro.
Terminado o procedimento anterior, adotou-se um sentido para o circuito e realizou-se o cálculo da resistência com os valores, através do ajuste grosso e do ajuste fino, da Fonte de Alimentação, determinados pelo professor ministrante da disciplina e com os valores da intensidade da corrente resultante no Amperímetro, de posse da informação de que a Diferença de Potencial (ddp) é diretamente proporcional a Resistência (R) e a intensidade da corrente elétrica (I) resultante na fórmula U=R.I.
Analise dos dados experimentais
 Tabela de representação
	Tensão(V)
	Intensidade da corrente (A)
	0,0
	0,0
	1,0
	1,07
	2,0
	2,08
	3,0
	3,09
	4,0
	4,13
	5,0
	5,20
	6,0
	6,20
	7,0
	7,30
	8,0
	8,30
Conforme a tabela, foi possível verificar que os valores da resistência que foram obtidos através do cálculo da ddp, que é diretamente proporcional a resistência e a Tabela 1
intensidade da corrente, foi possível afirmar que os valores encontram-se próximos do valor da resistência experimental que foi 101,65 Ohm.
Através dos dados experimentais da Tabela 1, e deixando uma pequena margem de espaço para o papel milimetrado e partindo da origem do mesmo, o módulos de escala para são dados por:
Esse valor indica que a cada 22 milímetros equivale a uma de um volt no papel milimétrico no eixo y.
Esse valor indica que cada 33 milímetro corresponde a um mili-ampere do papel milimétrico no eixo x.
Através destes resultados, os dados experimentais são aplicados e adaptados ao papel milimétrico, assim os gráficos podem ser produzidos.
Da equação (3) é possível notar que a existe uma relação linear entre a resistência R, a tensão V e corrente I. Logo o gráfico da tensão versus a corrente deve ser uma reta, onde o coeficiente linear indica a resistência R do resistor presente no circuito. Este coeficiente pode ser calculado a partir dos dados experimentais da tabela 1, e dado através da seguinte equação:
onde Δy é a variação do tensão (V) no eixo y e Δx é a variação da corrente elétrica (I) no eixo x. Assim temos que 
Então temos que a resistência (R) do resistor é de
O valor indicado no resistor de 1000 Ω com uma tolerância de 10%, obedecendo o seguinte código de cores: Marron-Preto-Vermelho-Prata. É possível calcular o erro percentual entre os valores das resistência, o valor da resistência indicada pelo resistor é valor de referência (Xref), este cálculo é feito através da seguinte expressão
A resistência pode ser calculada pelo método dos mínimos quadrados, dado pela seguinte expressão:
Então temos que
Novamente podemos calcular o erro percentual entre os valores da resistência, assim temos
De acordo com o gráfico, pôde ser observado que os valores resultantes da resistência, conforme os pontos coincidentes da intensidade da corrente e ddp formaram uma reta crescente, observando então um gráfico constante.
A partir da equação (1), obtemos o módula da resistência R, da seguinte forma:
Para os dados obtidos os seguintes valores para as resistências:
ParaV = 1V e I = 1,07 mA
Erro relativo percentual desta medida:
Para V = 2V e I = 2,08 mA
Erro relativo percentual desta medida:
Para V = 3V e I = 3,09 mA
Erro relativo percentual desta medida:
Para V = 4V e I = 4,13 mA
Erro relativo percentual desta medida:
Para V = 5V e I = 5,20 mA
Erro relativo percentual desta medida:
Para V = 6V e I = 6,20 mA
Erro relativo percentual desta medida:
Para V = 7V e I = 7,30 mA
Erro relativo percentual desta medida:
Para V = 8V e I = 8,30 mA
Erro relativo percentual desta medida:
5. Conclusão
De posse das informações e análises do experimento realizado, foi possível observar detalhadamente o processo de funcionamento da Lei de Ohm, notou-se ainda que os valores obtidos da resistência na prática apresentaram leves oscilações explicadas pelas variações dos valores no aparelho, e que o objetivo almejado no experimento foi atingido, visto que, o valor experimental da resistência foi equivalente ao apresentado na prática. É importante salientar também que as propriedades apresentadas pela Lei de Ohm estão presentes em nosso dia-a-dia e podem ser observadas de diversas maneiras, analisando circuitos como da energia utilizada em motores de automóveis ou até mesmo da energia elétrica que é utilizada em ambientes domésticos para fins como iluminação de uma lâmpada.
Portanto, diante das informações apresentadas e experimentos realizados, pode- se salientar que de muito valeu a atividade no que tange ao acréscimo de conhecimento acerca do processo de utilização da lei de Ohm e sua aplicação no cotidiano.
Referências Bibliográficas
Lei de ohm
Consultado em: http://educacao.uol.com.br/fisica/leis-de-ohm-resistencia-eletrica- resistividade-e-leis-de-ohm.jhtm; Data do acesso: 19/03/2012.
Física - Livro: Física Volume 3, Autor: Antonio Máximo e Beatriz Alvarenga – Editora: Spione; Data do acesso: 20/03/12
Anexos
Figura 9:Exemplo de circuito