Experimento III-Física Pratica

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA 
 
DEPARTAMENTO DE FÍSICA 
FIS310 FÍSICA­III (PRÁTICA ­ 0301) 
EXPERIMENTO: III 
 
PONTE DE WHEATSTONE 
Jadson Firmo, Leandro Campos, Murilo Tanan, Nágila Rocha 
 
Professor: Edson Mascarenhas dos Santos 
 
1. OBJETIVO GERAL 
Muitas vezes os cálculos elétricos requerem uma maior precisão, devido ao                     
aparecimento de resistências de valores muito baixos ou muito elevados. Assim,                     
não se pode esperar que um único instrumento seja adequado para realizar                       
medidas precisas em uma faixa tão ampla de valores de resistências. 
Este experimento tem como objetivo a utilização da teoria da Ponte de                       
Wheatstone como instrumento de medida de resistência com uma precisão mais                     
elevada. 
2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
2.1 Conceito de Resistência Elétrica 
Ao aplicar­se uma tensão U, em um condutor qualquer se estabelece nele                       
uma corrente elétrica de intensidade ​i. Para a maior parte dos condutores estas                         
duas grandezas são diretamente proporcionais, ou seja, conforme uma aumenta o                     
mesmo ocorre à outra. 
A esta constante chama­se resistência elétrica do condutor (R), que depende                     
de fatores como a natureza do material. 
A resistência elétrica também pode ser caracterizada como a "dificuldade"                   
encontrada para que haja passagem de corrente elétrica por um condutor submetido                       
a uma determinada tensão. No SI a unidade adotada para esta grandeza é o ohm                             
(Ω). 
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
3.1 Ponte de Wheatstone 
A ponte de Wheatstone é um método mais refinado (um dos meios mais                         
precisos) de se determinar a resistência de um resistor. Ela consiste na utilização de                           
um galvanômetro, dois resistores de resistência conhecida (R​1 ​e R​2​) e outro de                         
resistência variável (R​V​), além de uma fonte de tensão. 
A figura abaixo mostra a montagem de uma ponte de Wheatstone: 
 
Figura 3.1: Ponte de Wheatstone 
Nesta montagem, para determinar a resistência desconhecida R​X​, devemos                 
ajustar a resistência variável RV de modo que não haja passagem de corrente pelo                           
galvanômetro. Isso acontecerá quando os nós C e D possuírem o mesmo potencial,                         
ou seja: 
 
Figura 3.2: Equação de ajuste de resistência. 
Consequentemente teremos também: 
 
Figura 3.3: Equação de ajuste de resistência. 
Substituindo a Eq. 2 na Eq. 1, temos: 
 
Figura 3.4: Equação de ajuste de resistência. 
Ou seja, quando os produtos cruzados dos resistores da ponte de                     
Wheatstone forem iguais, o galvanômetro não indicará nenhuma corrente elétrica no                     
ramo CD. Nesta situação, dizemos que a ponte está em equilíbrio. 
Para determinar o valor da resistência desconhecida basta utilizar a relação: 
 
Figura 3.5: Equação para obtenção da Resistência Desconhecida. 
 
4. MATERIAIS E MÉTODOS 
Equipamentos usados: 
● Conjunto de resistores numerados desconhecidos, cor amarelo. 
● Fonte de tensão: Fonte de Alimentação digital (0 ­ 30) Vcc, (0 ­ 5) Acc. Ref:                               
EQ030F. Tombo: UEFS 00026394 
● Década de resistores. 
● Voltímetro com fundo de escala 10 volts e erro de 0,1 volts. 
● Placa de ligação. 
● Fios de ligação. 
● Reostato linear de fio sobre uma régua com garra de jacaré deslizante                       
(ponte). 
● Galvanômetro de zero central com escala 100 mA e erro de 2,5 mA. 
 
5. DADOS COLETADOS 
Para esse experimento montamos o circuito Ponte de Fio, que é o método da                           
ponte de Wheatstone simplificado de forma a exigir apenas uma resistência                     
calibrada de comparação. 
Nesse circuito como pode ser observado na figura 1, temos a fonte de tensão                           
conectada com os pontos A e B. A resistência R1 corresponde a um resistor do                             
conjunto de resistores numerados com resistência desconhecida, R2 corresponde a                   
década de resistores, G é galvanômetro de zero central, e entre os pontos A e B                               
está o reostato linear de fio sobre a régua. 
 
 
Figura 5.1 ­ Circuito ponte de fio montado no experimento. 
O Experimento foi feito em duas partes, A leitura simple e leitura dupla: 
Parte I ­ Leitura simples: 
Inicialmente usamos o resistor número 1 e colocamos a garra do jacaré no                         
meio do fio sobre a régua, e fomos ajustando a resistência na década até zerar o                               
galvanômetro, com isso temos o valor da resistencia de R2 do circuito, esse                         
procedimento foi realizado para todos os outros resistores e registramos os dados                       
coletados na tabela 01. 
Tabela 5.1 ­ Dados coletados parte I 
Nº do Resistor  Resistência R2(Ω)  Comprimento A ­ B(cm) 
1  29  50 
2  44  50 
3  70  50 
4  98  50 
5  140  50 
6  210  50 
7  300  50 
8  350  50 
9  410  50 
10  470  50 
11  700  50 
12  1000  50 
13  1300  50 
14  1900  50 
15  2100  50 
 
 
Gráfico 5.1: Resistência x Resistor 
Parte II ­ Leitura dupla 
Nessa segunda parte do experimento, o circuito foi alterado, trocamos a                     
posição do resistor desconhecido R1 com o resistor padrão R2. 
Iniciamos novamente com o resistor número 1 desconhecido e colocamos na                     
década o valor de R2 obtido no experimento anterior, e fomos ajustando o cursor da                             
ponte até zerar o galvanômetro, repetimos esse procedimento para todos os outros                       
resistores e registramos os dados coletados na tabela 02. 
Tabela 5.2 ­ Dados coletados parte II 
Nº do Resistor  Resistência R2(Ω)  Comprimento A ­ B(cm) 
1  29  15 
2  44  16,2 
3  70  24 
4  98  27 
5  140  33 
6  210  35 
7  300  29 
8  350  30,5 
9  410  15 
10  470  15 
11  700  15,2 
12  1000  16 
13  1300  12,5 
14  1900  26,5 
15  2100  27 
 
 
Falta gráfico 
Gráfico 5.2:  
6. DADOS TEÓRICOS 
FALTA AQUI 
 
7. RESULTADOS 
Com o experimento pôde­se perceber que quanto mais afastados os valores                     
de L ​1 e L​2​, maior é o desvio percentual da leitura. Considerando alguns erros                           
experimentais, como: 
­ O erro de paralaxe da leitura da medição; 
  ­ A falha na leitura da voltagem pela fonte; 
  ­ O atrito nos pontos de suspensão dos fios; 
  ­ A imprecisão dos resistores utilizados; 
  ­ Ponte sem o seu devido alinhamento. 
  Podemos considerar, portanto, o experimento como válidos os desvios                 
mostraram­se, em sua grande maioria pequena. 
 
8. BIBLIOGRAFIA 
1. HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de               
Física: Eletromagnetismo, volume 3. 4ª Edição. Rio de Janeiro: LTC ­ Livros                       
Técnicos e Científicos Editora S.A., 1996. 
2. SERWAY, Raymond A. & JEWETT, John W. Jr. Princípios de Física:                     
Eletromagnetismo, volume 3. 3ª Edição. São Paulo: Cengage Learning, 2008. 
3. PARANÁ. Física: Eletricidade, volume 3. 1ª Edição. São Paulo: Editora Ática                     
S.A., 1993. 
4. YOUNG, Hugh D. & FREEDMAN, Roger A. Sears e Zemansky Física III:                       
Eletromagnetismo. 12ª Edição. São Paulo: Pearson Education do Brasil Ltda.,                   
2013.