Resistores Lineares e Não Lineares

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
Josekson Gonçalves da Silva - 21950075
Resistores Lineares e Não Lineares
Josekson Gonçalves da Silva - 21950075
Resistores Lineares e Não Lineares
Trabalho realizado sob a orientação do professor Octavio Rodruiguez referente à disciplina Laboratório de Física II E para obtenção de nota parcial.
Manaus – AM
2019
INTRODUÇÃO
Será feito o estudo do comportamento da resistência, a partir da construção de gráficos, de três materiais: o resistor, a lâmpada e um diodo. O material que possuir uma função linear em seu gráfico obedecerá a Lei de Ohm, portanto, será considerado um elemento resistivo ôhmico. Contudo, o material que não possuir uma função linear, será caracterizado como elemento resistivo não ôhmico.
Será mostrado também o cálculo da resistência aparente (Ra) e diferencial (Ra), com o objetivo de compará-las e verificar se possuem semelhança, enfatizando a caracterização do material pois, se forem iguais (Ra e Rb), o material será considerado um elemento resistivo ôhmico, caso contrário será considerado um elemento resistivo não ôhmico.
OBJETIVO
Traçar e analisar a curva de tensão como função da corrente, , de elementos resistivos.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A lei de Ohm – criada pelo físico alemão Georg Simon Ohm – diz que, para um condutor mantido à temperatura constante, a razão entre a tensão entre dois pontos e a corrente elétrica é constante; onde essa constante é nominada de resistência elétrica, que por sua vez a unidade usada no sistema internacional é (Ω). Dada pela equação:
, sendo:
R= resistência elétrica
V = tensão ou voltagem
I = corrente elétrica
Os elementos resistivos que obedecem a Lei de Ohm são denominados de elementos resistivos lineares ou ôhmicos. São assim chamados, pois seu gráfico é uma reta, representado no gráfico a seguir:
Gráfico 1 – Função Linear: resistor ôhmico
Todavia, existem elementos que não obedecem a Lei de Ohm, são estes, denominados de elementos resistivos não lineares, que por sua vez possuem uma resistência aparente e uma resistência diferencial que variam com a corrente. São assim chamados, pois seu gráfico não é linear, e sim uma curva, demonstrado abaixo:
Gráfico 2 – Função não linear: resistor não ôhmico
PARTE EXPERIMENTAL
Material necessário:
1 resistor			
1 lâmpada incandescente
1 diodo
1 fonte de CC variável
1 amperímetro
1 protoboard
	
Figura 1: Montagem do experimento
Procedimento Experimental
Primeiramente montou-se o circuito em série colocando, inicialmente, o resistor. Usando as saídas e da fonte.
Em seguida, variou-se a tensão de entrada de 1,0 até 6,0 e, utilizando uma escala de 200, anotou-se os valores correspondentes de cada corrente .
Após isso, a fonte foi desligada e trocou-se o resistor pela lâmpada. Variando a tensão de entrada de 0,5 até 3,0 e, utilizando uma escala de 200, anotou-se os valores correspondentes de cada corrente .
E por fim, trocou-se a lâmpada pelo diodo. Variando a tensão de entrada de 0,5 até 1,0 e, utilizando uma escala de 10, anotou-se os valores correspondentes de cada corrente .
TRATAMENTO DE DADOS
Valores de tensão e corrente medida para cada um dos elementos resistivos organizados em uma tabela.
Tabela 1:Resistores.
	RESISTOR
	
	
	1,0
	10,6
	2,0
	20,1
	3,0
	30,5
	4,0
	41,0
	5,0
	50,7
	6,0
	60,9
Tabela 2:Lâmpada.
	LÂMPADA
	
	
	0,5
	0,21
	1,0
	0,24
	1,5
	0,28
	2,0
	0,32
	2,5
	0,35
	3,0
	0,39
Tabela 3:Diodo.
	DIODO
	 
	
	0,5
	0
	0,6
	0,01
	0,7
	0,27
	0,8
	0,36
	0,9
	0,96
	1,0
	1,70
Afim de observar o comportamento da resistência de cada material, fez-se um gráfico para cada material cuja corrente foi medida:
Resistor:
Figura 3: Gráfico de comportamento do resistor.
Lâmpada:
Figura 4: Gráfico de comportamento da lâmpada.
Uma pequena observação para este gráfico é que, no momento de sua criação, foram necessárias algumas alterações para melhor visualizar o comportamento de sua resistência. Devido a falta de precisão dos instrumentos e ou outros fatores desfavoráveis, esta ação foi necessária. 
Diodo:
Figura 5: Gráfico de comportamento do diodo.
Determinação da resistência aparente para três pontos equidistantes da curva em cada gráfico:
Resistor:
Para o cálculo da resistência aparente do resistor fez-se o uso da eq. I, onde . Para três pontos equidistantes do gráfico, encontrados experimentalmente a seguir:
Nota-se que não há uma variação relevante nos três casos. Esta variação pode ser justificada pela margem de erro atribuída ao uso de equipamentos sem grande precisão. Contudo, pode-se dizer que este material possui um comportamento linear, obedecendo a Lei de Ohm, caracterizando-se como um material ôhmico.
Lâmpada:
Usando três pontos equidistantes do gráfico, obtemos:
Neste caso, percebe-se que há uma grande variação progressiva nas resistências aparentes da lâmpada, não possuindo um comportamento linear, portanto, não obedecendo a Lei de Ohm, caracterizando-se como um material não ôhmico.
Diodo:
Fazendo o mesmo procedimento do material acima, obtemos as seguintes resistências aparentes:
Verifica-se também, neste material, que suas resistências aparentes possuem uma variação regressiva, não contendo um comportamento linear e, por conseguinte, não obedece a Lei de Ohm, atribuindo-se como um material não ôhmico.
Determinação da resistência diferencial para três pontos equidistantes da curva em cada gráfico:
Resistor:
A resistência diferencial do resistor é muito semelhante à sua resistência aparente, admitindo-se como um material ôhmico.
Lâmpada:
A resistência diferencial da lâmpada, em relação a sua resistência aparente, possui diferença muito significativa, o que a caracteriza como um material não ôhmico.
Diodo:
O diodo, assim como a lâmpada, também possui uma resistência diferencial que pouco assemelha-se com sua resistência aparente, caracterizando-o como um material não ôhmico.
Questão: Faça um breve como comentário sobre o comportamento dos três elementos resistivos estudados, com base nos resultados obtidos.
Resposta: Foram analisados três elementos resistivos: um resistor, uma lâmpada e um diodo. Através dos resultados obtidos no experimento, foi possível observar o comportamento da resistência de cada material. No resistor, observou-se um comportamento linear, obedecendo a Lei de Ohm, entretanto, analisou-se que o comportamento da resistência na lâmpada e no diodo não possui uma função linear, mas sim uma exponencial em ambas, não obedecendo a Lei de Ohm. Além disso, notou-se que, no resistor, a resistência aparente (Ra) é idêntica à resistência diferencial (Rd), enquanto na lâmpada e no diodo, ambas são diferentes.
CONCLUSÃO
Fazendo a análise de três materiais resistivos distintos: resistor, diodo e uma lâmpada; foi possível observar o comportamento de suas respectivas resistências e, descobrir, na prática, que alguns materiais não obedecem a Lei de Ohm. No resistor, analisou-se uma função linear, onde cada ponto do gráfico a resistência era a mesma, obedecendo a Lei de Ohm, portanto, atribuindo-se como um elemento resistivo ôhmico. Todavia, na verificação do comportamento da resistência na lâmpada e no diodo, obtemos funções não lineares, onde cada ponto do gráfico a resistência era diferente, não obedecendo a Lei de Ohm e, por conseguinte, elementos resistivos não ôhmicos. Para uma avalição mais profunda, foi feito o cálculo da resistência aparente (Ra) e diferencial (Rd) de cada material. A fim de comparar estas resistências, atingimos um valor idêntico para ambas no resistor, comprovando-o como elemento resistivo ôhmico e, valores diferentes para ambas nalâmpada e no diodo, comprovando-os como elementos resistivos não ôhmicos.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
CAPUANO, F.G; MARINO, M.A.M. Laboratório de Eletricidade e Eletrônica. 21ª Edição. Editora São Paulo: Erica, 2005. 
HALLIDAY, D.; and RESNICK, R. Física 4a ed., volume 4. Livros Técnicos e científicos, Rio de Janeiro, 1983. 
MARTINS, N. Introdução à teoria da eletricidade e do magnetismo. 2a ed. Edgard Blucher, São Paulo, 1975. 
RAMALHO; NICOLAU; TOLEDO. Os fundamentos da Física. Vol.03,7ªed. Editora Moderna.
SERWAY, R.A.; J EWETT Jr., J. W. Princípios de Física, volume 3. Pioneira Thomson Learning, São Paulo, 2004.