01 RESISTÊNCIA ELÉTRICA

Prévia do material em texto

FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE DO AMAZONAS
FACULDADE DE TECNOLOGIA
ENGENHARIA QUÍMICA
LABORATÓRIO DE ELETRICIDADE – TURMA 02
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Manaus – AM
2017
AYRTON DONNINGTON OLIVEIRA DE SOUZA BARROSO
ELITUANY MACIEL SALLET
PAULA SILVA RESENDE
RÁVELLA THUANY CARVALHO RODRIGUES
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Primeiro relatório (parte 1) da disciplina de Eletricidade apresentado ao curso de Engenharia Química.
PROFESSOR: BRUNO GOMES RODRIGUES
Manaus – AM
2017
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO
A diferença de potencial observada em alguns tipos de materiais é conhecida como lei de ohm e os componentes que apresentam essa propriedade são chamados de ôhmicos. Assim, quanto maior for a dificuldade que o dispositivo impõe à passagem de corrente, maior será a tensão aplicada, por conseguinte maior será sua resistência. Outra observação, é que a resistência elétrica é proporcional ao comprimento do condutor e inversamente à área da seção.
No experimento realizado utilizou-se amostras de condutores homogêneos, placa de cobre e barra de carbono. Atualmente, há uma ampla aplicação e utilização de condutores elétricos em diversos circuitos de pequena e larga escala, como por exemplo, os fios de cobre revestidos de plástico (PVC), que atuam como condutores em circuitos elétricos, que são da maior importância para o bom funcionamento e segurança de qualquer tipo de instalação elétrica, seja ela residencial, comercial ou industrial.
Assim, dado as diversas aplicações dos resistores, o estudo das propriedades de condutância e resistividade elétrica de materiais é extremamente importante na escolha do melhor condutor ou resistor a ser utilizado, de acordo com sua resistividade.
O objetivo principal do experimento é verificar a variação da resistência elétrica em função do tipo de material utilizado. Para a realização do experimento foi utilizado uma placa de circuito, uma fonte de 6 V, lâmpada incandescente de 6 V, e outros materiais necessários para a montagem do circuito, supracitados no corpo do trabalho. Os dados obtidos foram discutidos apresentando as diferenças entre a intensidade de brilho da lâmpada incandescente para cada uma das amostras de condutores utilizadas.
Este trabalho foi dividido em fundamentação teórica, metodologia, resultados e discussões. A fundamentação teórica apresenta a exposição da teoria geral empregada na experimentação, como a primeira e segunda lei de ohm. A metodologia expõe os materiais e equipamentos utilizados e o procedimento experimental na montagem do circuito com a amostra de cobre e carbono, lâmpada incandescente e execução do experimento.
 Nos resultados e discussões, foi abordado uma conclusão geral do experimento correlacionando os resultados obtidos com a teoria exposta na fundamentação teórica, e ainda, para melhor compreensão, a resolução de questões acerca da experimentação e do conteúdo abordado. Dessa forma procura-se, de maneira geral, uma explanação teórico-prática geral sobre o experimento realizado que envolve diversas propriedades elétricas dos materiais, com ênfase na resistência elétrica.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A eletrodinâmica refere-se ao ramo de estudo dos efeitos produzidos por correntes elétricas em movimento. Uma corrente elétrica trata-se de um fluxo ordenado de cargas elétricas que passam por um material condutor, os condutores podem ser sólidos, líquidos ou gasosos. Nos condutores sólidos a corrente elétrica é constituída somente pelo movimento dos elétrons em materiais como cobre, ouro, prata, etc. Em condutores líquidos e gasosos a corrente elétrica é constituída pelo movimento de cátions e ânions como em soluções básicas e alcalinas ou gases como fósforo, sódio, néon, etc. Os gases geralmente são isolantes, mas quando ionizados tornam-se condutores. Para se classificar um material como condutor ou não é necessário avaliar o valor da diferença de potencial a qual ele está sendo submetido. [2]
Sendo uma mesma diferença de potencial aplicada entre os extremos de duas barras geometricamente iguais, uma de vidro e a outra de cobre, é possível observar que as correntes resultantes são muito diferentes. Esse fato é explicado pela resistência característica da natureza de cada material, trata-se da capacidade que um corpo tem de opor-se a passagem de corrente elétrica, a unidade de medida da resistência no SI é o Ohm (Ω) e representa a razão volt/Ampére, materiais como carbono e cobre possuem resistividade 3,5x10-5 e 1,72x10-8 (Ωm) a 20 ºC, respectivamente. [3]
 A lei de Ohm foi originada pelo físico alemão George Simon Ohm e elucida que a voltagem aplicada nos terminais de um condutor é proporcional à corrente elétrica que o percorre, a equação matemática que representa essa lei: 
V = R.i
Onde:
V é a diferença de potencial em Volts (V);
i é a corrente elétrica em Ampére (A);
R é a resistência elétrica em Ohm (Ω).
A lei de Ohm não é regra para todos os resistores, pois depende do material do qual o resistor é constituído, sendo assim quando a lei é obedecida define-se o resistor como ôhmico ou linear. Todavia a equação aplica-se tanto a resistores ôhmicos quanto não ôhmicos, um resistor linear possuirá sempre o mesmo valor de resistência, independente da voltagem justaposta, enquanto que um não linear terá valores diferentes de resistência para cada quantia de voltagem aplicada sobre ele. [3]
A segunda lei de Ohm expressa que a resistividade de um material é dependente de quatro variáveis: material, temperatura, comprimento e área de secção transversal. Um condutor homogêneo de secção transversal constante possui uma resistência elétrica diretamente proporcional ao seu comprimento e inversamente proporcional à sua área de secção transversal. [3]
 A equação que representa essa lei é dada por:
R = ρ (L /A)
Onde:
R é a resistência elétrica em Ohm (Ω);
ρ é a resistividade elétrica, representa uma constante de proporcionalidade característica de cada material em Ohm metro (Ωm);
L é o comprimento em condutor em metro (m);
A é a área da secção transversal do condutor em metro quadrado (m²).
Quanto melhor for a condutividade de um material, menor será sua resistividade. Posto isso, é possível observar também um aumento na resistividade aliado ao aumento de temperatura.
METODOLOGIA 
Materiais utilizados
Plugue em ponte, soquete de lâmpada com plugue, amostras de materiais, lâmpada incandescente 6V, contato fixo para chave fraca, contato móvel para chave fraca, garra jacaré com plugue, placa de circuito, fonte de 6 V.
Procedimento experimental
Os componentes foram inseridos nos soquetes da placa de circuito. Com o interruptor mantido aberto, inseriu-se a lâmpada incandescente de 6 V no soquete da lâmpada. Ligou-se a fonte de alimentação com a polaridade correta. O eletrodo de cobre foi selecionado e fixado na garra jacaré. O interruptor foi então fechado e observou-se a lâmpada incandescente. Em seguida, o interruptor foi aberto, retirou-se o eletrodo de cobre e o mesmo foi substituído pelo de carbono. Novamente, o interruptor foi fechado e se observou a lâmpada incandescente. Os circuitos fechados, foram feitos conforme as figuras abaixo:
Figura 1 – Circuito fechado com o eletrodo de cobre
Figura 2 – Circuito fechado com o eletrodo de carbono
RESULTADOS E DISCUSSÕES
	Ao fixar a placa de cobre como amostra conectando-a nas garras de jacaré ligadas ao circuito, observou-se um brilho intenso da lâmpada ao fechar o interruptor S. Ao fixar a barra de carbono, também obteve-se um brilho intenso, porém menos intenso que o brilho obtido ao fixar a placa de cobre. Isso ocorre porque a placa de cobre possui menor resistência elétrica que a barra de carbono, que é derivada de uma menor constante de resistividade, já que o comprimento e a área da placa de cobre e da barra de carbono são as mesmas.
Questões
Quais diferenças se observou com o uso dos eletrodos de cobree de carbono no circuito?
Houve uma maior intensidade no brilho da lâmpada ao utilizar eletrodo de cobre no circuito que ao utilizar eletrodo de carbono, sendo essa diferença quase imperceptível.
O que provoca essa diferença?
A diferença é provocada pelo fato de que os eletrodos de cobre possuem maior condutividade (logo, menor resistência) que os eletrodos de carbono.
Do que o valor da resistência depende?
O valor da resistividade é explicado pela segunda lei de Ohm, que descreve a resistência de um condutor homogêneo de secção transversal constante como sendo proporcional ao seu comprimento e da natureza do material de sua construção, e é inversamente proporcional à área de sua secção transversal. Em alguns casos, depende também da temperatura.
Como que o tipo de material pode influenciar na resistência elétrica?
Cada material possui uma constante diferente de resistividade, sendo geralmente conhecida, influenciando no valor final da resistência obtida no circuito, que é dado pela Segunda Lei de Ohm.
Que símbolo e unidade de medida são utilizados para a resistência elétrica?
O símbolo utilizado é Ω, sendo a unidade de medida o Ohm.
CONCLUSÃO
O experimento foi de fundamental importância para a compreensão de conceitos, como resistividade e condutividade, na prática. Verificou-se que a placa de cobre produzia um brilho mais intenso em relação à placa de carbono devido aos seus diferentes valores da constante de resistividade, o que influencia no valo da resistência do circuito. Assim, o eletrodo de cobre é o que possui a maior condutividade entre as amostras utilizadas. O estudo feito da análise da prática experimental foi comparado com os dados da literatura e, por meio da mesma, confirmou-se a veracidade das observações concluídas. 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1 - ANZOLINI, Lázaro. Conhecendo resistores e capacitores.
2 - GASPAR, Alberto. Compreendendo a física 3 – Eletromagnetismo e física moderna. 2ª edição, 2013
3 - HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de física 3 Eletromagnetismo. 4ª edição, 1984