AVALIANDO RESISTÊNCIAS ELÉTRICAS ATRAVÉS DE GRÁFICOS

U N I VE R S I D AD E F ED E R A L DE ITA J U BÁ Ad son dos Sa n t os Si lv a Jun i or Leon ardo José R i bei r o P ereira Lu a n a Ma ri a Far i a San t o s R en a n M o n te f u sco M asso n i AV A LI A N DO R E SIST ÊN C I A S E L É T R ICA S A TR A V É S DE GR Á F ICO S Rel ató rio a pre s en tad o à di s c ip li n a de L ab ora tó ri o d e M e tod ol og i a Cie n t í f ic a, c omo m ét o do p a rc ia l de av a li ação da s a ti v id ad es rea li z ad as e m a u l a prá tica. I ta ju bá 2017 I n tr od uçã o e o bjet i v os O ex pe rimen to te ve c omo o bj eti v o de m on s tra r o c o m po rtamen to da l ei de oh m em uma situ ação li ne ar e em ou tra s it ua ç ão em on de há v ari ação da resis tê nc ia el é tri c a de um m at e ria l de vi do a te m pe rat u ra , a tra vé s d e a ná li s e g ráfi c a. D esc ri ção do E xpe ri mento Fo ram u til iz a do s os s eg ui nte s m a te ria is : - 1 Fo nt e e lé tr ica BK Prec isio n 1 55 0; - 2 M ul t í m e tro M i n im ap a ET- 2042 D ; - Fa ix a d i nâ m ica d e re s istên c ia ut il izad a: (0 a 2 0 0 ± 0, 8% + 5 ) \u2126 - Fa ix a d i nâ m ica d e resistên c ia u til iz ad a: (0 a 2 0 ± 0 , 8% + 3 ) k \u2126 - Fa ix a d i nâ m ica d e te ns ão u til iz ad a: (0 , 1 a 1 00 0 ± 0 ,5 % + 3 ) mV - Fa ix a d i nâ m ic a de corre n te ut il izad a: (0 a 20 ± 0, 8 % + 4) m A - 6 cab o s c on du tore s j umpe r s ; - L âmpa da 40 W ; - Resis to r el étri c o co m er c ia l ; F i gu ra 1 \u2013 M o n tage m do circ ui to ex pe ri m e n ta l co m re s i s tor co m e rc ia l . Fon te: Pró p ri a . F i gu ra 2 - M o n tage m do circu i to ex p e ri me n tal co m l â m p a d a . Fon te: Pró p ri a . F i gu ra 3 - M o n tage m il u s trativ a do s circu i to s ex pe ri me n tai s , à e s q ue rd a circu i to co m re si s tor, à di re i ta circu i to co m lâ m p a da . F o n te: Pró p ri a. O e x pe rim en to s e de u pe l a m on ta ge m d e do is c ircui to s re s is ti vo s de corre nte c o n tí nu a, no L ab ora tó ri o d e F í sic a 1 da U n ife i c a m pu s I taj ub á, a te m pe ratu ra d e (24 ,0 ± 0, 5) °C. Um d os c ircui to s era d ot a do d e um re s istor e o u tro de u m a l âm pa da , co m o m ostra do s n a s Fi gu ra 1 e Fi gu ra 2 , re s pe c ti v am en te . A i nd a n este c irc ui to f o i r ea li z ad a a m ed ição de te nsão e c orre n te , c omo de m on strad o na Fi gu ra 3, p ara n o ve f a ix as de t e ns ão f o rne c id as p or uma fon te DC, d ista nt es d e 5 e m 5 v o lt s a p a rti r d a men or t en s ão fo rne c id a pe la fo nt e a te nsão m áx ima. A a lo c aç ã o de s tes da do s pa ra o c ircui to c om resistor foi fei ta na Tab el a 1 e p a ra o c ircui to c o m lâ m pa da na Ta be l a 2 . T a be l a 1 - Da d o s col e tad o s do circ u i t o co m re s i s tor En sai o Se l e t o r Vo l t í me tr o ( V ) T e n são ( V ) Err o T e n são ( V ) Se l e t o r Amper í met ro ( mA) C orr e n t e ( mA) Err o C orr e n t e ( mA) 1 20 0, 61 ± 0,03 20 0, 51 ± 0,04 2 20 5, 52 ± 0,05 20 4, 66 ± 0,07 3 20 10,46 ± 0,08 20 8, 82 ± 0,11 4 20 15,48 ± 0,10 20 13,08 ± 0,14 5 200 20,3 ± 0,4 20 17,34 ± 0,17 6 200 25,5 ± 0,4 200 21,7 ± 0,6 7 200 30,4 ± 0,5 200 25,9 ± 0,7 8 200 35,5 ± 0,5 200 30,4 ± 0,8 9 200 36,8 ± 0,5 200 31,6 ± 0,8 F o nte: Próp ri a T a be l a 2 - Da d o s col e tad o s do circ ui to co m lâ mp a d a En sai o Se l e t o r Vo l t í me tr o ( V ) T e n são ( V ) Err o T e n são ( V ) Se l e t o r Amper í met ro ( mA) C orr e n t e ( mA) Err o C orr e n t e ( mA) 1 20 0, 43 ± 0,03 20 13 , 62 ± 0,14 2 20 5, 41 ± 0,06 200 79,9 ± 1,0 3 20 10,3 ± 0,08 200 99,8 ± 1,5 4 20 15,34 ± 0,11 200 114,4 ± 1,7 5 200 20,2 ± 0,13 200 127,6 ± 1,9 6 200 25,2 ± 0,16 200 139,6 ± 2,0 7 200 30,1 ± 0,18 200 151,3 ± 2,2 8 200 35,2 ± 0,21 200 163,3 ± 2,4 9 200 36,3 ± 0,21 200 155,2 ± 2,4 F o nte: Próp ri a C on sideraçõe s f i nais A L ei d e O hm afi rm a q u e a c orre n te fl ui nd o a trav é s d e um di s po s iti vo é di ret am en te p rop orcio na l à di fere nt e de po te ncia l ap l icad a ao di s po s iti vo . (HA L L I D AY ; RESN I CK; W A L KER , 1984, p . 1 2 1). Se nd o está c on s tan te de pro p o rç ão u m a pro pri ed a de d o m at eri al , p od e -s e o bserv ar um a ap a rên c ia ba s tan te li ne ar en tre a te n s ão e a c orre nte no Fi g ura 4, qu e rep r esen ta o ex pe rimen to c om o re s istor, at en de n do as ex pe c tat iv as da le i de O h m , en tre ta nto na Fi gu ra 5 pode -s e ob s erv ar um c om po rta m en to n ã o li n e ar, em p ara le lo a isto fo i ob serv an do um s ob rea qu ec imen to c on s id erá v el do fi la m en to in tern o a lâ m pa da , o qu e ocasio n a m ud a n ç as na p rop rie da de do m at eri al de ac ord o c om a ten s ão fo rne c id a e ju s tif ica a nã o li ne ari da de en tre os p on to s . F i gu ra 4 \u2013 G rá fico t e n s ã o x corre n te pa ra o ex p eri me n to do re si s tor. Fon te: Pró p ri a . F i gu ra 5 \u2013 G rá fico t e n s ã o x corre n te pa ra o ex pe ri me n to da l â m p a d a . Fon te: Pró p ri a . Pe ns em e Re sp on da m : I. O G ráf ic o 1 te m qu e a spe c to ? Q ua l rel aç ã o pa re c e ex istir e nt re a vo lt ag e m V e a c orre nte I , p ara o re s istor c omer c ia l? A j uste m u m a fu nção ad eq ua da ao s p o nt os e x pe rim en tai s e in te rpre t em o s ig ni ficad o f í sic o do s c oe fi c ie nt es d e s ta fu nção . II . O G rá fico 2 te m q ue a s pe c to? Qua l rel aç ão p are ce exis ti r e n tre a v ol tag em V e a c orre nte I , p ar a a lâ m pa da ? Pa ra au xi li ar n a in terp reta ç ão , l em bre m - s e qu e: \ue738 \ued4c \ue734 \ue3ae \ue72b \ue734 \ued4c \ue003 \ue734 \uebcd \ueccc \ue3ae \uf23a \ue373 \ued45 \ue73d \ue3ae \ue3bf\ue736 \uf23b Ond e R Ta é a resis tê n c ia à te m pe ratu ra am b ie nt e, \u03b1 é o c oe fi c ie nte de tempe ratu ra da resistiv id ad e e \u2206 T é a d ife ren ç a d e te m pe rat ura en tre o fi la m en to d a lâ m pa da e o a m bi en te. III . Com a le itu ra d e T a do te rm ômetro c li m áti c o do La bo rató rio e s ab en do qu e \u03b1 = 0, 0 04 5 \u2126 /K pa ra o fi la m en to de tun gstên io , cal c ul e m p a ra cad a pa r d e m ed id as (V e I ), a resistên c ia (e m \u2126 ) e a tempe ratu ra do fi l a m en to da lâ m pa da (em K). C ri e m a T abe la 3 c om as seg u i nt es c o lu na s : En s ai o, V o lta g em (V ), R esis tê nc ia (\u2126 ), T em pe rat u ra (K). N ã o s e e s qu eça m de p ro p a ga r o s e rros ! IV . Fa ça m o Gráfic o 3 , da va ria ç ão d a re s istên c ia do fi la m en to da l âmpa d a c om a vo lta ge m a pl icad a. O qu e s e p od e c on c lu i r d el e? V. Fa ça m o Gráfic o 4 , d a v a ria ç ão d a te m pe ratu ra d o fi la m en to d a l â m pa da c o m a v ol tag em a pl ic ad a. F aç am um aj uste d a f un ç ão ab ai xo , a os po nto s expe rim en ta i s : \ue736 \ued4c \ue73d \ued45 \ue73e \ue3ae \ue738 \uebd6 Pa ra ta n to , u til izem a o p ç ão do m en u sup eri or \u201c Ana ly s i s \u201d, s eg ui da d e \u201c Fi t W iz ard \u201d. E m \u201c Pa ramete rs \u201d d ig i te m \u201ca , b, c \u201d. N o retâ ng ul o e m b ran c o, e m ba ix o, di gi te m \u201ca+b*x ^ c \u201d. Dep oi s cli qu em e m \u201cFi t > >\u201d. N a n o v a ja ne l a , di gi tem o s seg ui n te s \u201cchu tes \u201d pa ra o s p arâ m etro s : a ) 20 0, b) 2 00 , c ) 0. 5. VI . De acord o com o a ju s te fei to ao g ráf ico da v ari aç ã o d a te m pe ratu ra do f il amen to da lâ m pa da c om a v ol tag em a pl ic ad a, qu al d e v eri a ser a t e m pe ratu ra do fi la m en to p ara a v ol tag em m áx im a na lâ m pa da (1 10 V )? V eri f iq ue m s e el a está de ac ord o c om a te m pe rat ura d e f u s ão do tu n gstên io (TF = 3 42 2°C). VII . C on s id era nd o as du as resistên c ia s qu e ut i li z am os (res i s tor e lâ m pa da ) e o in te rva lo de v ol tag em a p li c ad o, q u ai s d el es o be de c era m a L ei de Ohm ? Q ua is d e l es tra ba lh a ra m e m reg ime ô hmic o? J us ti fiq ue m v oss a s respo s ta s . R eferênci as H AL L I DAY , D.; RESNI CK, R.; W A L KER , J . Fund am e nto d e Fís ic a 3 : e l e tr o m ag ne tis m o. 4 . e d. Rio de J a ne iro : M c G ra w -Hil l, 1 98 4. SA N TO S, L. M . F. La bora tório de M eto dolo gia C i e ntífic a. 8 de j un h o, N o tas d e A u la . M a nu s c rit o.

AVALIANDO RESISTÊNCIAS ELÉTRICAS ATRAVÉS DE GRÁFICOS

UNIFEI

Metodologia Científica

Continue navegando

Outros materiais