Relatório- Lei de Ohm

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Relatório 
 
 
 
 
Lei de Ohm 
 
 
 
A relação fundamental entre as grandezas eléctricas intensidade da corrente, diferença 
de potencial e resistência, foi descoberta por Georg Simon Ohm. Tanto a relação, como a 
unidade de resistência, receberam o seu nome, em homenagem à sua contribuição para 
a Física. Uma afirmação da lei de Ohm é que a intensidade da corrente que atravessa 
uma resistência é proporcional à diferença de potencial nos seus terminais. Nesta 
experiência poderá testar a validade desta lei para diversos circuitos, usando sensores de 
corrente e voltagem e a sua calculadora gráfica. 
 
Estas grandezas podem ser de difícil compreensão, pois não são directamente 
observáveis. Para clarificar estes termos, algumas pessoas recorrem a analogias entre os 
circuitos eléctricos e canalizações de água. Contudo, nem a corrente eléctrica é um fluído, 
nem os electrões se movimentam livremente no circuito: apesar da propagação de 
energia se dar a velocidades próximas da velocidade da luz, os electrões avançam 
lentamente no circuito, apenas alguns milímetros por segundo. 
 
 
OBJECTIVOS 
• Determinar a relação algébrica entre a intensidade da corrente, a diferença de 
potencial e a resistência, num circuito simples. 
• Comparar o comportamento de uma resistência (resistor) com o de uma lâmpada 
eléctrica, face à lei de Ohm. 
 
MATERIAL NECESSÁRIO 
 
Calculadora gráfica TI-83 Plus ou superior Fonte de tensão (5 V DC) 
Interface CBL2 Reóstato (max. 11 Ω ) 
Cabos de ligação, crocodilos Resistências eléctricas (∼ 10 Ω , 20 Ω ) 
Sensores de voltagem e corrente Lâmpada de incandescência (6 V) 
 
 
 
Figura 1 
 
 
 
 LINK 
a tecla ENTER 
TRANSFER 
 
 
QUESTÕES PRÉVIAS 
 
1. O que é um circuito eléctrico? A que condições deve obedecer para ser percorrido por 
uma corrente eléctrica? 
2. Como se monta um amperímetro num circuito? Porquê? E um voltímetro? Porquê? 
 
3. Se, no circuito da Figura 1, variarmos a posição do cursor do reóstato, o que podemos 
observar nos aparelhos de medida? Porquê? 
 
SOFTWARE 
 
A calculadora deve ter a aplicação DATAMATE instalada. Ligue a calculadora e pressione 
a tecla APPS. Caso a aplicação não conste na lista (após efectuar a ligação da 
calculadora ao CBL2), pressione em sequência as teclas 2nd e 
navegação, seleccione a opção RECEIVE e pressione 
mensagem WAITING... No CBL2, pressione a tecla 
; com as setas de 
: surgirá a 
e aguarde a 
transferência da aplicação para a calculadora. Esta operação só tem de ser realizada na 
primeira utilização. 
 
PROCEDIMENTO 
 
1. Monte o circuito esquematizado na Figura 1. Atenção: deve respeitar a polaridade das 
ligações indicada nos sensores! Não ligue, para já, a fonte de tensão e coloque o 
cursor do reóstato na posição de resistência máxima. 
 
2. Ligue o sensor de corrente ao canal 1 e o sensor de voltagem ao canal 2 da interface 
CBL 2. Use o cabo fornecido para ligar a interface à calculadora gráfica; empurre 
firmemente ambas as extremidades do cabo para efectuar a ligação. 
 
3. Ligue a calculadora. Execute o programa DATAMATE. Procure-o em APPS, 
seleccione-o com as setas de navegação e prima ENTER. Pressione a tecla CLEAR. 
 
 
4. A interface deverá ter detectado automaticamente o sensor de corrente no canal 1 e o 
sensor de voltagem no canal 2. 
 
5. É conveniente calibrar o zero dos sinais recebidos nos dois canais. Para isso, 
mantendo a fonte de tensão desligada: 
 
a. No menu principal seleccione SETUP. 
b. Seleccione ZERO no menu SETUP. 
c. Seleccione ALL CHANNELS no menu SELECT CHANNEL. 
d. Prima ENTER. 
 
6. No ecrã principal poderá agora ver leituras da intensidade de corrente e da diferença 
de potencial, com uma actualização a cada segundo. Regule a fonte de tensão DC 
para 0 V e ligue o respectivo interruptor. Aumente gradualmente o valor da tensão 
para cerca de 5 V, observando no ecrã da calculadora a evolução dos valores 
indicados. Que tipo de relação pensa existir entre a diferença de potencial nos 
terminais da resistência e a intensidade da corrente que a atravessa? 
 
7. Registe o valor da resistência A utilizada, na Tabela (consulte uma tabela de cores). 
 
8. Terá agora de escolher o modo de recolha de dados, de modo a que apenas sejam 
guardados valores quando assim o desejar: 
 
a. Seleccione SETUP no ecrã principal. 
 
 
 
 
 Lei de Ohm 
 
b. Use as setas de navegação para seleccionar MODE e prima ENTER. 
c. Escolha SELECTED EVENTS no menu SELECT MODE. 
d. Seleccione OK para voltar ao ecrã principal. 
 
9. Para obter o primeiro conjunto de valores: 
 
a. Seleccione START no ecrã principal. 
b. Mantenha a fonte de tensão regulada para cerca de 5 V e posicione o cursor do 
reóstato numa das posições extremas. Pressione ENTER. 
 
10. Obtenha mais seis conjuntos de valores; para isso: 
 
a. Desloque o cursor do reóstato, cerca de 1/6 do comprimento total. 
b. Pressione ENTER. 
c. Repita este processo até chegar ao fim do reóstato. 
d. Após o último ponto, pressione STO para terminar a recolha de dados. 
 
11. Desligue a fonte de alimentação. 
 
12. Para visualizar um gráfico da diferença de potencial em função da intensidade da 
corrente: 
 
a. Use as setas de navegação para seleccionar CH2 VS. CH1. 
b. Pressione ENTER. 
 
13. Existe uma proporcionalidade entre a diferença de potencial e a intensidade da 
corrente, para esta resistência? Em caso afirmativo, faca um ajuste linear aos dados: 
 
a. Pressione ENTER e seleccione 1: MAIN SCREEN para regressar ao ecrã principal. 
b. Seleccione 4: ANALYZE no ecrã principal. 
c. Seleccione 2: CURVE FIT em ANALYZE OPTIONS. 
d. Seleccione 6: LINEAR (CH2 VS CH1) no ecrã CURVE FIT. 
e. Registe os valores do declive e ordenada na origem, da recta de ajuste, na Tabela; 
não esqueça as respectivas unidades. 
f. Pressione ENTER para ver o gráfico, com a recta de ajuste sobreposta. 
g. Para regressar ao ecrã principal, pressione novamente ENTER e seleccione 1: 
RETURN TO MAIN SCREEN. 
 
14. Repita os passos 9 – 13 usando uma resistência B de valor diferente. 
 
15. Substitua a resistência por uma lâmpada de 6 V e repita o procedimento, de 9 -13. 
 
16. Use as setas de navegação para percorrer o gráfico. O declive parece-lhe constante? 
Use dois pontos do início do gráfico (menores valores de I ) para estimar o valor do 
declive; faça o mesmo com dois pontos do final do gráfico (maiores valores de I ). 
Registe os valores na Tabela; não esqueça as unidades. 
 
 
 
TABELA 
 
 Declive da recta de 
ajuste (V/A) 
Ordenada na origem 
(V) 
Resistência A Ω 
Resistência B Ω 
 
Lâmpada (menores valores de I ) 
 
Lâmpada (maiores valores de I ) 
 
ANÁLISE 
 
1. A intensidade da corrente que percorre cada uma das resistências A e B aumenta com 
o valor da diferença de potencial aplicada. Se essa relação for uma proporcionalidade 
directa, os dados deverão ajustar-se a uma linha recta passando na origem. Nestes 
dois casos, a ordenada na origem tem valor próximo de zero? Podemos dizer que há 
uma proporcionalidade entre a diferença de potencial e a intensidade da corrente? Em 
caso afirmativo, escreva, para cada caso, a equação na forma: V = constante x I. (Use 
um valor numérico para a constante.) 
 
2. Compare a constante de cada uma das equações com o valor da resistência utilizada. 
 
V 
3. A resistência, R, define-se como 
R = 
I
 
em que V é a diferença de potencial nos 
terminais da resistência e I é a intensidade da corrente que o percorre. R exprime-se 
em ohms (Ω ), sendo 1 Ω = 1 V/A. A constante que determinou para cada 
equação 
deveria ser igualà resistência. Contudo, os valores das resistências têm uma 
tolerância, normalmente à volta de 5%. Verifique qual a tolerância dos valores das 
resistências usadas e determine o intervalo de valores possíveis. A constante da 
equação, em cada caso, situa-se nesse intervalo? 
 
4. As duas resistências usadas obedecem à lei de Ohm? Fundamente a sua resposta 
nos resultados experimentais. 
 
5. O que aconteceu à intensidade da corrente que atravessava a lâmpada, quando a 
diferença de potencial aumentou? A variação foi linear? Tomando o declive da recta 
de ajuste como uma medida da resistência, diga o que aconteceu à resistência 
quando a diferença de potencial aumentou. Como a lâmpada brilha mais quanto maior 
a temperatura do seu filamento, como varia a resistência com a temperatura? 
 
SUGESTÕES 
 
1. Investigue o comportamento de outros dispositivos eléctricos, como díodos e LEDs. 
 
2. Experimente usar uma fonte de tensão AC de baixa tensão e obtenha novamente um 
gráfico de V em função de I. Compare os resultados com os obtidos no circuito 
anterior, em que a fonte utilizada era DC.