Experiencia-2-CURVAS-CARACTERÍSTICAS-DE-RESISTORES-Copia

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA 
CENTRO DE CIÊNCIAS FÍSICAS E MATEMÁTICAS 
DEPARTAMENTO DE FÍSICA 
QMC5123 – FÍSICA EXPERIMENTAL II 
 PROF. PAULO RIBEIRO 
 
 
 
 
EXP. II - CURVAS CARACTERÍSTICAS DE RESISTORES 
 
 
 
Marília Cavenaghi 
Paola Crocomo 
William Demos 
 
 
 
 
 
 
Florianópolis, 26 de março de 2015. 
Introdução 
 
Circuito elétrico, pode ser denominado como um conjunto de caminhos 
que permitirá a passagem da corrente elétrica. Sendo que é composto por 
componentes como resistores, capacitores, diodos, etc, sendo estes ligados a 
uma fonte de tenção. 
Os resistores, foco de estudo deste experimento, nada mais são do que 
dispositivos com capacidade de transformar a energia elétrica em energia 
térmica, sendo que no circuito elétrico oferecem certa oposição à passagem da 
energia elétrica, sendo chamada de resistência elétrica, com sua unidade 
expressa em ohm. 
Os resistores podem ser classificados em duas classes: 
Ôhmicos: são aqueles, que de certa forma, obedecem a lei de Ohm, isto 
é, a corrente que percorre o resistor é proporcional a voltagem que é aplicada 
sobre o circuito, logo podem ser expressos pela Equação 1 e o gráfico 
resultante possui um perfil linear 
 
 𝑅 =
𝑉
𝐼
 Equação 1 
 
Não-Ôhmicos: são aqueles que não obedecem a lei de Ohm, isto é, ao 
de aplicar um ddp no resistor varia-se a intensidade da corrente, mas de forma 
não proporcional. 
Para realizar um estudo sobre como se comportam as curvas dos 
gráficos de corrente versus tensão, montamos um circuito contendo uma fonte 
de energia e um resistor. Para que o amperímetro possa ler a corrente 
presente no circuito, ele deve ser introduzido como parte deste circuito, entre o 
resistor e a fonte, para que a corrente elétrica passe por ele. E o voltímetro 
pode ser ligado em qualquer etapa, de maneira externa, para ser medida a 
tensão do circuito. 
Variando a tensão aplicada no circuito, medimos a cada valor de tensão, 
um valor de corrente, para ver como diferentes resistores se comportam com 
essa variação da voltagem. 
 
 
 
Questionário 
1- a) 
 
 
 
 
 
 b) 
 𝑅 = 
𝑉
𝑖
 → 𝑖 = 
𝑉
𝑅
 
Linearizando: 𝑦 = 𝑎 + 𝑏𝑥 
𝑦 = 𝑖 (variável dependente) 
𝑥 = 𝑉 (variável independente) 
𝑎 = 0 (coeficiente linear) 
𝑏 = 
1
𝑅
 (coeficiente angular) 
 
Usando mínimos quadrados temos: 
 𝑎 = 8,17. 10−3 𝑚𝐴 = 8,17. 10−6 𝐴 
 𝑏 = 3,45 𝑉−1 (𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑚𝐴) =
3,45. 10−3 𝑉−1(𝑝𝑎𝑟𝑎 𝐴) 
𝑅 =
1
𝑏
 → 𝑅 =
1
3,45.10−3
 
𝑅 = 2,90. 102 Ω 
 c) 
Lâmpada: 
 𝑅1 =
3,0 V
0,27 A
= 11Ω 
 𝑅2 =
30,0 𝑉
0,70 𝐴
= 43Ω 
NiCr: 
𝑅3 =
3,0 𝑉
10,5 .10−3𝐴
≅ 2,9. 102Ω 
 𝑅4 =
30,0 𝑉
103,3.10−3𝐴
≅ 2,9. 102Ω 
Para a lâmpada notamos que 𝑅1 < 𝑅2, ou seja, o valor da resistência 
não é constante e é crescente com o aumento da voltagem aplicada. Logo a 
resistência da lâmpada tem uma relação de proporcionalidade direta com a 
voltagem. Já para o resistor NiCr obtemos que 𝑅3 ≅ 𝑅4, que é igual ao valor 
obtido para a resistência através do método dos mínimos quadrados. 
Percebemos que esse valor é praticamente constante e que permanece o 
mesmo com o aumento da voltagem. 
 
2- a) 
 
 
 
 
 
 
b) Pela curva apresentada no gráfico de i em função de V do VDR, 
notamos que a resistência é altamente dependente da tensão. 
 
3- a) 
 
 
 
 
 
 
 
 b) 
Linearização: 
𝑉 = 𝐶𝑖𝛽 → 𝑙𝑛 𝑉 = 𝑙𝑛 (𝐶𝑖𝛽) 
ln 𝑉 = ln 𝐶 + 𝛽 ln 𝑖 
𝑦 = ln 𝑉 𝑥 = ln 𝑖 
𝑎 = ln 𝐶 𝑏 = 𝛽 
Tomando dois pontos quaisquer não experimentais: 
𝑃1(0,600; 20,0) 𝑒 𝑃2(4,00; 34,0) 
𝛽 = 𝑏 =
∆𝑦
∆𝑥
=
𝑦2−𝑦1
𝑥2−𝑥1
 
𝛽 =
ln(34,0 𝑉)−ln(20,0 𝑉)
ln(4,00 𝑚𝐴)−ln(0,600 𝑉)
=
ln 
(34,0 𝑉)
(20,0 𝑉)
ln
(4,00 𝑚𝐴)
(0,600 𝑚𝐴)
=
ln 1,70
ln 6,66
 
𝛽 = 0,279(𝑎𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙) 
Tomando 𝑃1(0,600; 20,0): 
𝑉 = 𝐶𝑖𝛽 
20(𝑉) = 𝐶. 0,600(𝑚𝐴)0,279 → 20,0 (𝑉) = 𝐶. 0,866(𝑚𝐴) 
𝐶 = 23,1Ω 
 
4- a) 
 
 
 
 
 
 
 b) No gráfico obtido pelos dados experimentais em T=29°C é possível 
observar que o PTC comporta-se como um resistor ôhmico até a tensão de 
10,0V, pois até esse ponto ele independe da tensão e sua curva é linear. Para 
valores acima de 10,0V a intensidade da corrente elétrica começa a decair, 
uma vez que a tensão gera o aquecimento do material, aumentando sua 
resistência. Ao compararmos as curvas para T=29°C e T=50°C prova que 
quanto maior a temperatura do material e do meio, maior a resistência elétrica 
do mesmo. 
 
5- Um resistor ôhmico é um resistor que obedece a Lei de Ohm, sua 
resistência não sofre influência da tensão aplicada e seu valor 
permanece constante. Dos resistores utilizados no experimento, o único 
que tem esse comportamento é o resistor de NiCr, uma vez que o valor 
de sua resistência permanece o mesmo do início ao fim, resultando num 
gráfico que relaciona a intensidade da corrente elétrica com a tensão 
aplicada cuja curva é linearmente crescente. 
O PTC comporta-se segundo a Lei de Ohm à baixas tensões. 
A lâmpada não é um resistor ôhmico, uma vez que há uma grande 
variação da resistência entre os limites medidos. 
O VDR também não se comporta como um resistor ôhmico porque sua 
resistência é altamente dependente da tensão aplicada. 
 
6- No exercício 1 analisamos o comportamento de um resistor NiCr e da 
lâmpada, cujo material resistor é um filamento de tungstênio. O resistor 
NiCr é um resistor metálico e também ôhmico, pois como discutido 
anteriormente, sua resistência independe da tensão. Já a lâmpada não 
se comporta dessa forma, pois há variação do valor da resistência entre 
os limites de tensão medidos experimentalmente. A variação da 
resistência na lâmpada ocorre devido ao aumento da temperatura do 
material conforme a corrente elétrica percorrida aumenta, é justamente 
esse aumento da temperatura que gera a energia luminosa da lâmpada. 
Portanto, nem todos resistores metálicos são ôhmicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conclusão 
 Através dos gráficos de corrente versus tensão, o experimento permite 
caracterizar resistores como ôhmicos ou não-ôhmicos, a partir da observação 
da linearidade do gráfico, e da dependência de sua resistência com o aumento 
da tensão aplicada no circuito. 
 Nem todos os resistores metálicos serão ôhmicos. Quando sua 
resistência variar com o aumento da tensão, prova que não segue a lei de 
Ohm. Um resistor de NiCr é ôhmico e resistores do tipo VDR e lâmpadas 
incandescentes não são ôhmicos. Já os resistores do tipo PTC comportam-se 
como ôhmico a baixas tensões, mas depois sua resistência passa a depender 
da tensão aplicada. 
 O experimento permite estudar os tipos de resistores de forma bem 
didática.