Relatório IV Física III Medir tensões com o multímetro

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Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé
	
	
	Curso: 
 Engenharias
	Disciplina:
Física Teórica e Experimental III
	Código:
	Turma:
	
	
	Professor (a): 
	Data de Realização: 28/08/2017
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
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Nome do Experimento: IV- Medindo Tensões com o Multímetro; 
Objetivos: 
Medir a tensão num circuito simples com o uso de um multímetro e de diferentes tipos de pares de fios.
Introdução teórica: 
Tensão elétrica ou diferencial de potencial (ddp) é a diferença de potencial entre dois pontos. A tensão elétrica também pode ser explicada como a quantidade de energia gerada para movimentar uma carga elétrica. Vamos dar um exemplo de uma mangueira com água, a qual no ponto entre a entrada de água e a saída exista uma diferença na quantidade de água, essa diferença trata-se da ddp entre esses dois pontos. Já no condutor, por onde circula a carga de energia elétrica, a diferença entre o gerador (equipamento responsável por gerar energia) e o consumidor (que pode ser seu computador ou outro equipamento) é que simboliza qual é a tensão que existe nesse condutor.
Exemplos de geradores de tensão: as usinas hidrelétricas, pilhas e baterias.
Logo abaixo, temos um exemplo de um circuito elétrico, com um gerador e um consumidor.
No exemplo acima, o gerador, que é a pilha, libera uma partícula eletrizada, esta percorre o condutor e faz acender a lâmpada, depois essa partícula continua seu percurso até retornar à pilha.
Com isso, pode-se concluir que a tensão elétrica é a quantidade de energia que um gerador fornece pra movimentar uma carga elétrica durante um condutor.
Como já foi dito, a tensão elétrica é quantidade de energia gerada para movimentar uma carga, portanto, o gerador necessita liberar energia elétrica para movimentar uma carga eletrizada.
A fórmula para calcular a tensão a partir desse conceito é:
U = Eel / Q
Onde:
U= Tensão elétrica
Eel= Energia elétrica
Q= Quantidade de carga eletrizada
Outra fórmula para calcular a tensão elétrica é a partir da energia elétrica utilizada e quantidade de carga:
V = J / C
Onde:
J= Joule
C= Coulomb
A unidade de tensão será dada em J/C
Também é possível calcular a tensão elétrica de um circuito tendo as grandezas de corrente e resistência:
V= I.R
Onde:
V= tensão elétrica
I= corrente elétrica
R= resistência elétrica
Se analisarmos mais profundamente para calcular a tensão, poderemos calcular também através da potência elétrica:
V= P/I
Onde:
P= potência elétrica
I= corrente elétrica
Todos esses cálculos são para tensões contínuas (tensões que não mudam de polaridade de acordo o tempo), para calcular tensões alternadas (tensões que mudam a polaridade de acordo com o tempo), é necessário ter noções de números complexos, visto que todas variáveis são complexas.
Fórmula para cálculo de tensão alternada:
v(t)=V.sin(2∏ft.Φv)
Onde:
v(t)= função tensão no tempo
V= tensão de pico
Sin=seno
F=frequência
T=tempo
Φ= ângulo de fase
Esse cálculo é para casos de tensão em função do tempo, entretanto, a tensão que é medida na sua tomada, é um valor eficaz, que é o valor quadrático médio desse sinal.
Vef= Vp/√2
 
Materiais Utilizados: 
Pilha, bateria de 9V e bateria de celular.
Pares de fios de cobre com diferentes diâmetros e comprimentos.
Um multímetro para verificar as tensões.
Desenvolvimento: 
Primeiramente com o multímetro, posicionado em 2V carga continua, medimos a tensão da pilha, onde apresentou 1,529V. Depois mudamos para 20V carga continua, onde medimos a bateria de 9V que deu 5,14V. Próximo passo foi medir a bateria do celular, onde apresentou 3,57V.
Fizemos novas medições através de fios de várias seções, onde o resultado foi apresentado na tabela abaixo:
Análise dos resultados: Tabela I
	
	Pilha 1,5v
	Bateria 9v
	Bateria de Celular
	Multímetro
	1,529 V
	5,14V
	3,57V
	Fio 1
	0,06V
	0,01V
	0,05V
	Fio 2
	1,52V
	3,94V
	0,78V
	Fio 3
	1,52V
	4,63V
	0,48V
	Fio 4
	1,52V
	4,75V
	0,74V
	Fio 5
	1,52V
	4,12V
	Sem leitura devido a espessura do fio
 
 .
No fio 1, de secção + ou – 0,5mm desencapado rígido, houve perda de tensão na pilha, bateria 9V e bateria de celular.
Nos fios 2,3,4 e a barra de cobre não houve diferença de tensão medida pela pilha. Na bateria 9V houve muita pouca perda devido ao difícil contato do fio com o borne da bateria, talvez se houvesse um adaptador não apresentaria perdas, o mesmo aconteceu com a bateria do celular, porém houve uma perda muita grande de tensão.
Conclusão: 
Com este experimento, observamos que, os condutores com seção nominal maior, tiveram menor resistência a passagem de tensão pelo seu corpo. Concluímos que na corrente contínua o fluxo de cargas elétricas dentro do condutor é sempre no mesmo sentido; na corrente alternada o fluxo de cargas elétricas dentro de um condutor é alternado, ora num sentido, ora no outro e que a resistência de um fio elétrico é bastante baixo.
Assim como está escrito na segunda lei de ohms:
De acordo com a segunda lei, a resistência depende da geometria do condutor (espessura e comprimento) e do material de que ele é feito. A resistência é diretamente proporcional ao comprimento do condutor e inversamente proporcional a área de secção (a espessura do condutor). Observe a figura abaixo...
A figura apresenta a segunda lei de Ohm, onde L representa o comprimento do condutor e A é a área de sua secção reta. Essa equação mostra que se aumentarmos o comprimento do fio, aumentaremos a resistência elétrica, e que o aumento da área resultará na diminuição da resistência elétrica. é a resistividade do condutor, que depende do material de que ele é feito e da sua temperatura.
Referências bibliográfica: 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Corrente_alternada
http://pt.wikipedia.org/wiki/Tens%C3%A3o_el%C3%A9trica
http://www.colegioweb.com.br/fisica/tensao-eletrica-u.html
https://educacao.uol.com.br/disciplinas/fisica/leis-de-ohm-resistencia-eletrica-resistividade-e-leis-de-ohm.htm