Relatório Experiência 5

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
CURSO DE ENGENHARIA
FÍSICA EXPERIMENTAL III
Turma nº 3104
Experiência nº 5
Nome da experiência: Medidas sobre um resistor não ôhmico.
Professor: TARCILENE
Alunos:
 JOÃO SANTOS DE LIMA	201403308926
 DANILO PEREIRA 201301646571
 
1. Objetivos
Completar a tabela de leitura e desenhar a curva característica V x I de um resistor não ôhmico. 
Identificar um resistor não ôhmico.
Completar a tabela de leitura e desenhar a curva característica de um diodo.
2. Material necessário
Uma fonte de alimentação DCC de tensão variável;
Um painel para associação de resistores;
Uma chave liga-desliga;
Um diodo;
Uma lâmpada de 15W/127V
Quatro conexões com pinos banana;
 Experiência
Nesta atividade, montamos a experiência conforme a figura abaixo, porém sem o multímetro que não se encontrava disponível.
1. Procedimentos da experiência com a lâmpada:
Inicialmente, ligamos a fonte de alimentação e regulamos para 0,0 V. Após isso, regulamos a tensão elétrica (V) para o valor de 0,5 V, colocamos a chave liga-desliga na posição “direta” (pino para baixo) e anotamos o valor lido da corrente elétrica (I), pois ao aplicar-se uma tensão U, em um condutor qualquer se estabelece nele uma corrente elétrica de intensidade I. Em seguida, variamos os valores da tensão em 0,5 V até atingir o valor de 3,0 V (0,5; 1,0; 1,5; etc.) e anotamos todos os valores das correntes lidos e fizemos o cálculo da resistência pela fórmula (R= V/I).
Com os valores obtidos na experiência, construímos a tabela inserida no item 1.1 do relatório, completando a terceira coluna (R= V/I) através de cálculos. Com os dados obtidos na tabela desenhamos o gráfico V versus I, inserido no item 1.2 do relatório, para este resistor.
1.1.Tabelas e/ou gráficos com os resultados da experiência (circuito com lâmpada)
	Tensão Elétrica V (V)
	Corrente Elétrica I (A)
	R = V/I
	0,5
	0,14
	3,57Ω
	1,0
	0,19
	5,26Ω
	1,5
	0,23
	6,52Ω
	2,0
	0,26
	7,69Ω
	2,5
	0,29
	8,62Ω
	3,0
	0,32
	9,37Ω
1.2 Gráfico V x I.
De a cordo com o gráfico, percebemos que a lâmpada é um resistor não ôhmico. Um resistor ôhmico é aquele cuja razão entre a tensão aplicada sobre o mesmo e a corrente que circula por ele é sempre constante. O filamento da lâmpada é feito de metal e os metais aumentam consideravelmente a resistência conforme aumenta a temperatura. Como a lâmpada trabalha em altas temperaturas sua resistência aumenta bastante em relação ao valor quando ela está fria (desligada). Desta forma, não pode ser considerada um resistor ôhmico.
Questão específica:
Com base no gráfico obtido, podemos afirmar que a lâmpada tem um comportamento linear no que diz respeito a voltagem em função da corrente em seus terminais?
Observamos que o gráfico não é linear, o valor da resistência aumenta gradativamente a cada instante de acordo que aumenta a corrente, isso se deve ao fato da inclinação desta curva estar associada à relação entre a ddp e a corrente que não é constante, Alterando-se a ddp (V) nas extremidades destes materiais altera-se a intensidade da corrente elétrica i, mas as duas grandezas não variam proporcionalmente, isto é, o gráfico V versus i não é uma reta e, portanto eles não obedecem a lei de Ôhm. 
2. Procedimentos da experiência com o diodo:
Inicialmente, ligamos a fonte de alimentação e regulamos para 0,0 V. Após isso, regulamos a tensão elétrica (V) para o valor de 0,5 V, colocamos a chave liga-desliga na posição “direta” (pino para baixo) e anotamos o valor lido da corrente elétrica (I), pois ao aplicar-se uma tensão U, em um condutor qualquer se estabelece nele uma corrente elétrica de intensidade I. Em seguida, variamos os valores da tensão em 0,5 V até atingir o valor de 3,0 V (0,5; 1,0; 1,5; etc.) e anotamos todos os valores das correntes lidos e fizemos o cálculo da resistência pela fórmula (R= V/I).
Com os valores obtidos na experiência, construímos a tabela inserida no item 2.1 do relatório, completando a terceira coluna (R= V/I) através de cálculos. Com os dados obtidos na tabela desenhamos o gráfico V versus I, inserido no item 2.2 do relatório, para este resistor.
2.1.Tabelas e/ou gráficos com os resultados da experiência (circuito com diodo)
	Tensão Elétrica V (V)
	Corrente Elétrica I (A)
	R = V/I
	0,5
	0,00
	0,00 Ω
	1,0
	0,20
	5 Ω
	1,5
	0,25
	6Ω
	2,0
	0,29
	6,89Ω
	2,5
	0,33
	7,57Ω
	3,0
	0,37
	8,10Ω
2.2 Gráfico V x I:
Pela figura fica claro que o valor da resistência no diodo depende dos valores de cada tensão e corrente que são aplicados ao circuito pois sua forma é o de uma função exponencial, portanto o diodo é um elemento não-ôhmico.
O diodo é um componente elétrico que permite que a corrente atravesse-o num sentido com muito mais facilidade do que no outro. O tipo mais comum de diodo é o diodo semicondutor, no entanto, existem outras tecnologias de diodo. Diodos semicondutores são simbolizados em diagramas esquemáticos como na figura abaixo. O termo "diodo" é habitualmente reservado a dispositivos para sinais baixos, com correntes iguais ou menores a 1A .
A principal função de um diodo, em circuitos retificadores de corrente, é transformar corrente alternada em corrente contínua pulsante. Como no semiciclo negativo de uma corrente alternada o diodo faz a função de uma chave aberta, não passa corrente elétrica no circuito (considerando o “sentido convencional de corrente”, do “positivo” para o “negativo”). A principal função de um diodo semicondutor, em circuitos de corrente contínua, é controlar o fluxo da corrente, permitindo que a corrente elétrica circule apenas em um sentido.
3. Procedimentos da experiência com a lâmpada e o diodo:
Inicialmente, ligamos a fonte de alimentação e regulamos para 0,0 V. Após isso, regulamos a tensão elétrica (V) para o valor de 0,5 V, colocamos a chave liga-desliga na posição “direta” (pino para baixo) e anotamos o valor lido da corrente elétrica (I), pois ao aplicar-se uma tensão U, em um condutor qualquer se estabelece nele uma corrente elétrica de intensidade I. Em seguida, variamos os valores da tensão em 0,5 V até atingir o valor de 3,0 V (0,5; 1,0; 1,5; etc.) e anotamos todos os valores das correntes lidos e fizemos o cálculo da resistência pela fórmula (R= V/I).
Com os valores obtidos na experiência, construímos a tabela inserida no item 3.1 do relatório, completando a terceira coluna (R= V/I) através de cálculos. 
3.1 Tabela da experiência utilizando a lâmpada e o diodo:
	Tensão Elétrica V (V)
	Corrente Elétrica I (A)
	R = V/I
	0,5
	0,12
	4,16Ω
	1,0
	0,18
	5,55Ω
	1,5
	0,21
	7,14Ω
	2,0
	0,24
	8,33Ω
	2,5
	0,28
	8,92Ω
	3,0
	0,31
	9,68Ω
Quando colocado em um simples circuito bateria-lâmpada, o diodo permite ou impede corrente através da lâmpada, dependendo da polaridade da tensão aplicada, como nas duas figuras abaixo.
Na imagem da esquerda o diodo está diretamente polarizado, há corrente e a lâmpada fica acesa. Na imagem da direita o diodo está inversamente polarizado, não há corrente, logo a lâmpada fica apagada.
O diodo funciona como uma chave de acionamento automático (fechada quando o diodo está diretamente polarizado e aberta quando o diodo está inversamente polarizado). A diferença mais substancial entre o circuito com lâmpada sem diodo e com o diodo é que, quando diretamente polarizado, há uma queda de tensão no diodo muito maior do que aquela que geralmente se observa em chaves mecânicas (no caso do diodo de silício, 0,7 V). Assim, uma fonte de tensão de 10 V, polarizando diretamente um diodo em série com uma resistência, faz com que haja uma queda de tensão de 9,3 V na resistência, pois 0,7 V ficam no diodo. Na polarização inversa, acontece o seguinte: o diodo faz papel de uma chave aberta, já que não circula corrente, não haverá tensão no resistor, a tensão fica toda retida no diodo, ou seja, nos terminais do diodohá uma tensão de 10 V.
COMENTÁRIOS:
Não foi possível concluir o experimento devido a problemas técnicos na fonte variável, prejudicando assim nosso desempenho no trabalho, tivemos então que utilizar dados teóricos para concluir este relatório. Pedimos que considere os fatos.
Resistores Ôhmicos 
        Os resitores que obedecem a equação (14) são denominados por resistores ôhmicos. Para estes resistores a corrente elétrica ( i ) que os percorrem é diretamente proporcional à voltagem ou ddp (V) aplicada. Consequentemente o gráfico V versus i é uma linha reta, cuja inclinação é igual o valor da resistência elétrica do material, como mostra o gráfico abaixo, 
Resistores não Ôhmicos 
            Observa-se, em uma grande família de condutores que, alterando-se a ddp (V) nas extremidades destes materiais altera-se a intensidade da corrente elétrica i, mas a duas grandezas não variam proporcionalmente, isto é, o gráfico de V versus i não é uma reta e portanto eles não obedecem a lei de Ôhm, veja gráfico abaixo. Estes resistores são denominados de resistores não ôhmicos. Em geral, nos cursos básicos de Física, trata-se apenas dos resistores ôhmicos.
4- Conclusões 
Concluímos que a inclinação da curva tensão (V) versus corrente (I) não está associada ao parâmetro R = ∆V/∆I, onde, V = RxI, pois, a corrente não varia proporcionalmente a tensão aplicada. Teríamos de usar I=(U/C)α onde C é uma constante chamada de resistência não ôhmica e α de coeficiente de não linearidade. Quanto maior o valor de α, mais sensível é o dispositivo referente a pequenas mudanças no potencial elétrico aplicado.
 A partir de cada processo no experimento, verificamos que o resistor não ôhmico é um componente elétrico cuja função é transformar energia elétrica em energia térmica. Em nosso experimento foi utilizado também para limitar a intensidade da corrente em determinados trechos do circuito elétrico.