Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ Curso: ENGENHARIA CÍVIL Turma: 3102 Lei de Ohm e resistores não ôhmicos RIO DE JANEIRO 19/09/2014 UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ Curso: ENGENHARIA CÍVIL Relatório de Física referente à aula prática em laboratório, ministrada pela Profª. Tarcilene Heleno, sobre Lei de Ohm e resistores não ôhmicos. 4º Período – Engenharia Civil – Turma 3102 LEONARDO VALENTE RODRIGUES SHORAIA BERNARDES INOUE ALEX NASCIMENTO ROCHA DOS SANTOS VITOR ISLAND Rio de janeiro, 19 de setembro de 2014. Física Experimental 3 – Turma: 3102 Página 3 Sumário 1. Introdução ................................................................................................................................. 4 1.1 Fundamentos Teóricos ............................................................................................... 4 2. Objetivos ................................................................................................................................... 7 3. Procedimento experimental ..................................................................................................... 7 3.1 Materiais utilizados .................................................................................................... 9 4. Resultados e Discussões .......................................................................................................... 11 5. Conclusão ................................................................................................................................ 13 6. Referencias .............................................................................................................................. 13 Física Experimental 3 – Turma: 3102 Página 4 1. Introdução No dia 19 de setembro de 2014, sob a orientação da Professora Tarcilene Heleno, realizamos no laboratório da Universidade Estácio de Sá no Campus Sulacap – RJ, o quinto experimento de física experimental III. 1.1 Fundamentos Teóricos Aplicando a um resistor uma ddp U ele é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i. Georg Simon OHM verificou que existem resistores para os quais dobrando-se o valor de U, dobra o valor de i. Triplicando-se U, triplica i e assim por diante. Isto é, U e i são grandezas diretamente proporcionais. Podemos escrever: 𝑼 = 𝑹 ∗ 𝒊 R é uma constante de proporcionalidade característica do resistor. Se aplicarmos a mesma ddp U para diversos resistores, será percorrido por corrente elétrica de menor intensidade aquele que possui maior valor de R. Por isso é que R recebe o nome de resistência elétrica do resistor. A resistência elétrica mede a dificuldade que o resistor oferece à passagem da corrente elétrica. Podemos então enunciar a Lei de Ohm: Mantida a temperatura constante, a ddp aplicada a um resistor é diretamente proporcional à intensidade da corrente elétrica que o atravessa. [1] 𝑼 = 𝑹 ∗ 𝒊 Unidades no SI: U => volt (V) R => ohm (Ω) i => ampère (A) Física Experimental 3 – Turma: 3102 Página 5 Os resistores que obedecem a Lei de Ohm e a resistência é constante são denominados resistores ôhmicos e quando é variável denominamos como não ôhmicos. Nos condutores ôhmicos, a intensidade de corrente elétrica é diretamente proporcional à ddp aplicada. Assim, a curva característica de um condutor ôhmico é uma reta inclinada em relação aos eixos U e i; passando pela origem (0;0). Por outro lado, os condutores, para os quais a relação U/i não é constante, são chamados de condutores não-ôhmicos. A relação entre a intensidade de corrente elétrica e a ddp não obedece a nenhuma relação específica, e sua representação gráfica pode ser qualquer tipo de curva, exceto uma reta. [2] A resistência elétrica é de grande importância na solução dos problemas de eletricidade. A unidade de medida da resistência elétrica é o OHM representado pela letra grega ômega :(Ω). O símbolo de resistência elétrica é a letra: (R). A resistência elétrica é medida em instrumentos chamados OHMÍMETROS. Quando a resistência é muito grande, o instrumento usado é o MEGÔMETRO. Física Experimental 3 – Turma: 3102 Página 6 Múltiplos do OHM Quando queremos medir resistências muito grandes, usamos o QUILOHM (KΩ) que equivale a 1.000Ω, o MEGOHM (MΩ), que equivale a 1.000.000Ω, o GIGAOHM (GΩ) que equivale a 1.000.000.000Ω. Submúltiplos do OHM Quando queremos medir resistências muito pequenas, usamos o MILIOHM (mΩ) que equivale a 0,001Ω (milésimo do Ω) ou o MICROHM (µΩ) que equivale a 0,000.001Ω (milionésimo do Ω). O inverso da resistência é a condutância (G), que tem como unidade o MHO ou Siemens (S) 𝐺 = 1 𝑅 𝑅 = 1 𝐶 Escala de Unidades 109 106 103 10-3 10-6 10-9 10-12 GIGA MEGA KILO Padrão de Unidade Mili Micro Nano Pico G M K m µ n p 1000 X 1000 A tabela 1.21 mostra os principais múltiplos e submúltiplos da unidade. [3] Física Experimental 3 – Turma: 3102 Página 7 2. Objetivos Verificar experimentalmente as características dos resistores não ôhmicos e plotar os respectivos gráficos. 3. Procedimento experimental Montamos a experiência conforme a figura 3.1. Mantivemos a chave liga-desliga na posição “desligada”. Colocamos a lâmpada e ligamos a fonte de alimentação e regulamos para 0,0 V. Colocamos a chave liga-desliga na posição “direta” (pino para baixo), regulamos a tensão para o valor de 0,5 V e anotamos o valor lido no multímetro embutido na fonte de alimentação. Variamos o valor da tensão em 0,5 V até atingir o valor de 3,0 V (1,0; 1,5; 2.0; 2;5 e 3,0). Com os valores obtidos na experiência, construímos a tabela 4.1, completando a terceira coluna (R= V/I) com os valores obtidos na experiência. Com os dados obtidos na tabela desenhamos o gráfico V versus I (Gráfico 4.1), utilizando o Excel. Repetimos o mesmo procedimento com o Diodo, porém variamos a o valor da tensão em 0,2 V, iniciando no 0,5. (0,7;0,9;1,2). Com os valores obtidos, construímos a tabela 4.2 para o diodo, completamos a terceira coluna (R= V/I) fazendo os cálculos e desenhamos o gráfico V versus I (Gráfico 4.2), utilizando o Excel. Refizemos o experimento utilizando o Diodo e a Lâmpada, em um sistema em série (Figura 3.2), regulamos a tensão para o valor de 0,5 V e anotamos o valor lido no multímetro embutido na fonte de alimentação. Variamos o valor da tensão em 0,5 V até atingir o valor de 3,0 V (1,0; 1,5; 2.0; 2;5 e 3,0). Com os valores obtidos na experiência, construímos a tabela 4.3, completando a terceira coluna (R= V/I) com os valores obtidos na experiência. Com os dados obtidos na tabela desenhamos o gráfico V versus I (Gráfico 4.3), utilizando o Excel. Física Experimental 3 – Turma: 3102 Página 8 Figura 3.1 – Experimento sobre Lei de Ohm montado. Figura 3.2 – Experimento sobre Lei de Ohm montado. Física Experimental 3 – Turma: 3102 Página 9 3.1 Materiais utilizados 1. 1 lâmpada 15 W / 127 V; 2. Conexões com pinos banana; (Figura 3.11) 3. 1 diodo; (Figura 3,12) 4. Uma fonte de alimentação DCC de tensão variável; (Figura 3.13) 5. Um painel para associação de resistores; (Figura 3.14) 6. Uma chave liga-desliga. (Figura 3.15)(Figura 3.11) Conexões com pinos banana. (Figura 3.12) Diodo. (Figura 3.13) Fonte de alimentação DCC de tensão variável. Física Experimental 3 – Turma: 3102 Página 10 (Figura 3.14) Um painel para associação de resistores. (Figura 3.15) Chave liga-desliga. Física Experimental 3 – Turma: 3102 Página 11 4. Resultados e Discussões Lâmpada Tensão Elétrica (V) Corrente Elétrica (I) R=V/I 0 0 0 0,5 0,14 3,571 1 0,19 5,263 1,5 0,23 6,522 2 0,26 7,692 2,5 0,29 8,621 3 0,32 9,375 Tabela 4.1 Diodo Tensão Elétrica (V) Corrente Elétrica (I) R=V/I 0 0 0 0,5 0 0 0,7 0,1 7,000 0,9 0,9 1,000 1,1 1,95 0,564 1,2 2,81 0,427 Tabela 4.2 Circuito em série: lâmpada e diodo Tensão Elétrica Corrente Elétrica R=V/i 0 0 0 0,5 0 0,00 Ω 1 0,13 7,69 Ω 1,5 0,19 7,89 Ω 2 0,23 8,69 Ω 2,5 0,3 8,33 Ω 3 0,35 8,57 Ω Tabela 4.3 Física Experimental 3 – Turma: 3102 Página 12 Gráfico 4.1 Gráfico 4.2 Gráfico 4.3 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 Te n sã o E lé tr ic a (V ) Corrente Elétrica (I) V versus I (Lâmpada) Lâmpada 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Te n sã o E lé tr ic a (V ) Corrente Elétrica (I) V versus I (Diodo) Diodo 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 Te n sã o E lé tr ic a (V ) Corrente Elétrica (I) V versus I (série: lâmpada e diodo) Circuito em série: lâmpada e diodo Física Experimental 3 – Turma: 3102 Página 13 5. Conclusão A atividade foi de grande valia para que os integrantes do grupo pudessem complementar Lei de Ohm e ter mais noção sobre o assunto dos Resistores e a Lei de Ohm. Durante a experiência pudemos associar o que aprendemos na teoria, com a prática dada no laboratório. Concluímos então, que resistores não ôhmicos, assim como na teoria, que a relação entre a intensidade de corrente elétrica e a ddp não obedece a nenhuma relação específica, e sua representação gráfica pode ser qualquer tipo de curva, exceto uma reta. 6. Referencias [1]. Retirado do site <http://osfundamentosdafisica.blogspot.com.br/2013/06/cursos-do- blog-eletricidade_19.html> Acesso em: 13 setembro 2014, às 17:20. [2]. Retirado do site <http://interna.coceducacao.com.br/ebook/pages/841.htm>. Acesso em: 29 setembro 2014, às 12:41. [3]. Sidney Cruz, msc. Apostila de eletricidade. Disponível em: <http://jpd09.files.wordpress.com/2013/08/1-1-apostila-de-eletricidade-em-rev- 2010.pdf>. Acesso em 13 setembro 2014, às 18:36
Compartilhar