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FACULDADE ESTÁCIO DE SERGIPE ENGENHARIA MECÂNICA E CIVIL FÍSICA TEÓRICA E EXPERIMENTAL III TEMA: LEI DE OHM Aracaju 2018 DJHOR KAFF SANTOS MOTA LEONARDO VITÓRIO PIRES BASTOS NATHALIA MONICQUE FERREIRA SANTOS TATIANE NASCIMENTO DOS SANTOS OLIVEIRA FÍSICA TEÓRICA E EXPERIMENTAL III TEMA: LEI DE OHM Relatório do experimento realizado no dia 06 DE ABRIL DE 2018, apresentado à disciplina FÍSICA TEÓRICA E EXPERIMENTAL III da Faculdade Estácio de Sergipe, como requisito parcial para a complementação da avaliação. Orientador (a): Prof. Me. Jomar Batista Amaral Aracaju 2018 SUMÁRIO Objetivo ------------------------------------------------------------------------------------------------04 Introdução Teórica ----------------------------------------------------------------------------------04 Materiais Utilizados ---------------------------------------------------------------------------------06 Resultados --------------------------------------------------------------------------------------------06 Exercícios ---------------------------------------------------------------------------------------------07 Discussão ---------------------------------------------------------------------------------------------09 Conclusão ---------------------------------------------------------------------------------------------09 Bibliografia --------------------------------------------------------------------------------------------10 1 – Objetivo Verificar a lei de Ohm. Determinar a resistência elétrica através dos valores de tensão e corrente. 2 – Introdução Teórica Descoberta e formulada por Georg Simon Ohm, as Leis de Ohm determinam a resistência elétrica dos condutores relacionando as três grandezas elétricas principais: a corrente, a resistência e a tensão. A resistência elétrica é a capacidade de um condutor tem de se opor à passagem da corrente elétrica, sua grandeza é Ω(ohm). Resistores são dispositivos eletrônicos que tem a finalidade de transformar energia elétrica em energia térmica, conhecido como efeito joule, tendo sua fórmula: Q = i².R.t Onde: I = intensidade da corrente. R = resistência do condutor. t = tempo. Primeira lei de Ohm A primeira lei de Ohm afirma que a corrente elétrica que passa por um dispositivo é proporcional à diferença de potencial (ddp) aplicada em suas extremidades. Figura 1. Corrente x ddp. Ou seja, sua resistência elétrica é constante. Representada pela fórmula: , ou Onde: R = resistência elétrica, medida em Ohm (Ω), U = diferença de potencial elétrico (ddp), medido em Volts (V). I = intensidade de corrente elétrica, medido em Ampére (A). Os dispositivos que não apresentam um valor de corrente proporcional à ddp são denominados não ôhmicos. Segunda lei de Ohm Descreve as grandezas que influenciam na resistência elétrica de um condutor, ou seja, a resistência elétrica é proporcional ao seu comprimento e inversamente proporcional à sua área de seção transversal. Além disso, ela depende do material que é constituído. Figura 2. Representação de um condutor. Visto na fórmula: Onde: R = resistência elétrica (Ω). ρ = resistividade (Ω.m) L = comprimento (m). A = seção transversal (m²). A potência elétrica dissipada por um condutor é definida como a quantidade de energia térmica que passa por ele durante um determinado tempo, sua unidade é em watts (W). Admitindo que a energia transformada em calor é igual a energia cedida pela carga q, então: Como: Então: E com isso: Mas Consequentemente: 3 – Materiais Utilizados: Multímetro Fonte de tensão Placa de circuito Cabos 4 – Resultados: Segue abaixo a tabela 4.1, com os resultados obtidos no experimento. V(V) f(mA) Lâmpada R2 R4 0 1,6 0 0,3 1 24,9 9,2 17,8 2 38,3 19,7 37,8 3 48,7 29,3 56,4 4 56,6 38,3 73,1 5 65,2 47,9 91,8 6 73 58 110,9 7 80,2 67,9 130,3 8 86,7 77,4 148,7 9 93,2 87,1 167,4 10 98,4 97,3 187,2 Tabela 4.1 5 – Exercícios: 1). Com os valores obtidos, levante o gráfico V=f(l) para cada resistor. Gráfico 5.1 – gráfico V x F / lâmpada Gráfico 5.2 – gráfico V x F / R2 Gráfico 5.3 – gráfico V x F / R4 2). Determine, por meio do gráfico, o valor de cada resistência, preenchendo o Quadro 5.4. Valor nominal Valor determinado R2 100Ω 99,3Ω R4 50Ω 50Ω Lâmpada 10,8Ω Quadro 5.4 3). Explique as discrepâncias dos valores nominais. Os resistores possuem algumas especificações de parametrização. Uma delas é o valor nominal de da resistência, a segunda especificação é a tolerância e a terceira é a máxima potência elétrica dissipada. As discrepâncias dos valores podem existir devido a tolerância, que é á máxima variação em porcentagem do valor nominal. Esta tolerância pode varias de +/- 0,05 (cor cinza) até +/- 10% (cor prateado). 4). Nos circuitos da figura 5.5, calcule o valor lido pelos instrumentos. V = R x I, logo, I=V / R, assim: Circuito 1: I = 15/2.7 I = 5,5A Circuito 2: I = 10/5.6 I = 1,78A 5). Determine o valor de resistência elétrica que, quando submetida a uma tensão de 5V, e percorrida por uma corrente de 200mA. U = R x I U = 5V I = 200mA = 0.2A 5 = R x 0.2 R = 5 / 0.2 R = 25 Ω 6 – Discussão: Os resultados encontrados no presente experimento estão explicando que a corrente (I) que atravessa o meu dispositivo é sempre proporcional ao valor da tensão (T) aplicada no mesmo. Para que o dispositivo obedeça a lei de Ohm a resistência dele deve ser constante, sem depender da tensão que foi aplicada e nem da polaridade da mesma. Após o resistor medido em cada circuito, feito os gráficos da tensão em função da corrente encontramos o valor de R. Os resultados obtidos nos circuitos são comparados com o valor nominal do resistor. Fizemos o mesmo processo durante 10 vezes encontrando os valores acima nos resultados do V(v)/ f(mA)-lâmpada/ R2/R4: (0/1,6/0/0,3), (1/24,9/9,2/17,8), (2/38,3/19,7), (3/48,7/29,3/56), (4,56,6/38,3/73,1), (5/65,2/47,9/91,8), (6/73/58/110,9), (7/80,2/67,9/130,3), (8/86,7/77,4/148,7), (9/93,2/87,1/167,4), (10/98,4/97,3/187,2). Com esses valores chegamos aos resultados dos gráficos. Gráfico 1 V x F/lâmpada. Gráfico 2 V x F/R2. Gráfico 3 V x F/R4. Dando o valor de cada resistência, valor nominal e valor determinado. Conectamos o multímetro e a placa de circuito na fonte de tensão. Comparando a medida direta do resistor usando o multímetro com os resultados obtidos. Os resultados estão compatíveis. 7 – Conclusão: Podemos concluir que objetivo proposta neste experimento foi atingido pois conseguimos comprovar a 1° Lei de Ohm - a corrente elétrica que passa por um dispositivo é proporcional à diferença de potencial (ddp) aplicada em suas extremidades, tornando assim a resistência elétrica constante - conforme visto nos gráficos 5.1, 5.2 e 5.3. Também verificamos a 2° Lei de Ohm, já que foi verificado que os resistores podem ter diferença em relação a sua capacidade e do material que ele é constituído. A comprovação está no Quadro 5.2. Por fim, foi possível determinar com êxito a resistência elétrica através dos valores de tensão e corrente, conforme apresentado nos gráficos 5.1, 5.2 e 5.3. 8- Bibliografia: PRIMEIRA LEI DE OHM. Disponível em <http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/lei-ohm.htm>. Acesso em 07 de abril de 2018. LEI DE OHM. Disponível em <http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/lei-ohm.htm>. Acesso em 07 de abril de 2018. LEIS DE OHM.Disponível em <https://www.todamateria.com.br/leis-de-ohm/>. Acesso em 07 de abril de 2018. LEI DE OHM. Disponível em <http://www.ohmic.com.br/site/produtos-lei-ohm>. Acesso em 07 de abril de 2018. Young, Freedman, Sears e Zemansky. Física III, 14ªed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2015 10