4º Relatório Lab Fis 3 - Relação entre tensão e corrente elétrica

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS 
CENTRO DE TECNOLOGIA – CTEC 
ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 
 
 
 
 
RELAÇÃO ENTRE TENSÃO E CORRENTE ELÉTRICA 
 
 
 
 
Alunas: Amanda Cavalcante de Jesus 
 Stephanie Layla Alécio Lima 
 
 
 
 
 
Maceió - Alagoas 
Novembro de 2019 
1 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS 
CENTRO DE TECNOLOGIA – CTEC 
ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 
 
 
 
RELAÇÃO ENTRE TENSÃO E CORRENTE ELÉTRICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Maceió - Alagoas 
Novembro de 2019 
 
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SUMÁRIO 
1. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA…………………………………………...…….3 
2. OBJETIVOS…….………………………………..…...………………..…………6 
3. MATERIAIS E PROCEDIMENTOS UTILIZADOS.………………..…………6 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO…….……………...………………..………….7 
5. CONCLUSÃO….…………………………………………..…………………….16 
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS….……………………………………….16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
1. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
Entende-se por tensão elétrica ou diferença de potencial (d.d.p), a diferença 
de potencial elétrico ou a diferença de energia potencial entre dois pontos. À essa 
definição tem-se a seguinte fórmula: 
 
Em que V é a tensão elétrica, W é o trabalho e Q é a carga. Desse modo, é 
possível afirmar que existe uma diferença de potencial e​ntre dois pontos quando 
acontece uma troca de energia de 1 Joule (J) quando se desloca uma carga de 1 
coulomb(C) entre estes dois pontos. 
Em ​termos mais visualizáveis, é necessário gastar uma quantidade de energia 
igual a 1 joule para deslocar a carga de 1 coulomb como mostrado na figura abaixo 
da posição x para a posição y, a diferença de potencial ou tensão entre os dois 
pontos é de 1 volt. Se a energia necessária para deslocar a carga de 1C aumentar 
para 12J devido ao aparecimento de forças adicionais que se opõem ao 
deslocamento, então a diferença de potencial aumentará para 12V. 
Logo, a diferença de potencial entre dois pontos de um circuito é um indicador 
de quanta energia é necessária para deslocar uma carga entre estes dois pontos. A 
figura abaixo ilustra esse fenômeno. 
 
Dentre os equipamentos de medição disponíveis o voltímetro pode ser 
utilizado para se medir a DDP entre dois pontos em um sistema, sendo que 
usualmente um ponto referencial comum é a terra. 
A tensão elétrica, por sua vez, pode ser causada por campos elétricos 
estáticos, por uma corrente elétrica sob a ação de um campo magnético, por campo 
magnético variante ou uma combinação de todos os três. 
 
4 
Assim, para facilitar o entendimento da tensão elétrica é possível fazer uma 
analogia entre esta e a pressão hidráulica. Quanto maior a diferença de pressão 
hidráulica entre dois pontos, maior será o fluxo, caso haja comunicação entre estes 
dois pontos. O fluxo (corrente elétrica) será assim uma função da pressão hidráulica 
(tensão elétrica) e da oposição à passagem do fluido (resistência elétrica). Este é o 
fundamento da lei de Ohm, para a corrente contínua: 
 
 
Em que V é a tensão elétrica, R é a resistência e I a corrente elétrica. Por 
outro lado, em corrente alternada substitui-se a resistência pela impedância: 
 
Pelo método fasorial, em corrente alternada, todas as variáveis da equação 
são complexas. A impedância representa, além da resistência a passagem de 
corrente elétrica, o deslocamento angular na forma de onda produzido pelo 
equipamento (capacitores e bobinas ou indutores). 
A corrente elétrica, portanto, define-se como o movimento ordenado de 
cargas elétricas - partículas ordenadas denominadas de íons ou elétrons - dentro de 
um sistema condutor que apresenta uma diferença de potencial elétrico. 
A corrente elétrica que transita nos resistores pode transformar energia 
elétrica em energia térmica (calor), num fenômeno conhecido como Efeito Joule. A 
resistência de um fio condutor, por sua vez, facilita ou dificulta a passagem da 
corrente elétrica, sendo calculada através da fórmula da Primeira Lei de Ohm: 
 (R=U/I). 
Aparelhos eletrônicos, como pilhas e baterias, apresentam o polo negativo e o 
polo positivo. Esse fato, por sua vez, explica a diferença de potencial (ddp) presente 
no circuito de cada um deles. 
É possível observar que o sentido da corrente elétrica ​é caracterizado de 
duas maneiras. Uma delas é a “corrente elétrica real”, ou seja, aquela que possui o 
sentido do movimento dos elétrons. A outra maneira é a “corrente elétrica 
 
5 
convencional”, cujo sentido é contrário ao movimento dos elétrons e é marcada pelo 
movimento das cargas elétricas positivas. 
Os condutores elétricos são materiais que permitem a movimentação dos 
elétrons, ou seja, a passagem da corrente elétrica. Um material é considerado um 
condutor elétrico dependendo da ​diferença de potencial​ ao qual ele está submetido. 
As correntes elétricas podem ser classificadas em dois tipos de correntes 
principais: 
● Corrente Contínua (CC)​: possui sentido e intensidade constantes, ou seja, 
apresenta diferença de potencial (ddp) contínua, gerada por pilhas e as 
baterias. 
● Corrente Alternada (CA)​: possui sentido e intensidade variados, ou seja, 
apresenta diferença de potencial (ddp) é alternada, gerada pelas usinas. 
A intensidade da corrente elétrica, representada pela letra ‘i’, designa a 
quantidade de carga elétrica (Q) que atravessa um condutor em determinado 
intervalo de tempo (Δt). No sistema internacional sua unidade de medida é o Ampère 
(A), sendo calculada através da seguinte expressão: 
 
Na tabela abaixo segue a classificação de código cores presente nos 
resistores e o que cada uma indica. 
 
 
 
 
 
6 
 Figura 01: Código de cores para os resistores. 
 
 
 
 
 
 
 
2. OBJETIVOS 
 
Observar a relação entre a tensão e corrente elétrica em resistores. 
 
3. MATERIAIS E PROCEDIMENTOS UTILIZADOS 
 
3.1 MATERIAIS 
● 2 Multímetros; 
● Fios para ligações; 
● 1 Fonte de tensão; 
● 5 Resistores de resistências diferentes; 
 
7 
3.2. PROCEDIMENTOS UTILIZADOS 
Montamos o circuito conforme o que foi apresentado no roteiro de aula, 
estando um multímetro na função de amperímetro (ligado em série) e o outro na 
função de voltímetro (ligado em paralelo). Após ajustarmos o botão da fonte de 
tensão, foram coletados 8 (oito) medidas de tensão e corrente para cada resistor 
sem que fosse ultrapassado a indicação de 6V. 
Em seguida, na parte posterior do experimento, com o multímetro na função 
de Ohmímetro, foi possível determinar a resistência elétrica de cada um dos 
resistores através dos resultados obtidos, bem como por meio do código de cores 
encontrado na literatura. 
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
Na primeira parte do experimento, o circuito foi montado e o botão da fonte de 
tensão ajustado. Com isso, foi possível realizar 8 (oito) medidas de tensão e corrente 
para cada um dos resistores (560kΩ, 47Ω, 200Ω, 2kΩ e 100Ω). Os valores podem 
ser observados na tabela 2 a seguir, bem como os gráficosrelacionando a tensão e 
corrente de cada. 
Tabela 1: Medidas de tensão e corrente elétrica para cada resistor. 
 200 Ω 47 Ω 560 k​Ω 2 k​Ω 100 Ω 
T (V) C(mA) T (V) C(mA) T (V) C(​µ​A) T (V) C(mA) T (V) C(mA) 
0,60 3,10 0,12 2,70 0,70 1,30 0,29 0,15 0,20 2,00 
0,78 4,10 0,33 7,20 1,05 2,00 0,59 0,30 0,40 4,10 
1,02 5,30 0,42 9,00 1,31 2,50 0,89 0,45 0,61 6,20 
1,25 6,50 0,53 11,5 1,61 3,00 1,18 0,60 0,81 8,20 
1,56 8,00 0,59 12,8 2,10 4,00 1,47 0,75 0,98 10,00 
1,85 9,60 0,73 15,9 2,37 4,50 1,77 0,90 1,18 12,30 
2,27 11,8 0,89 19,3 2,66 5,00 2,06 1,05 1,37 14,10 
3,06 15,9 1,11 24,0 3,17 6,00 2,35 1,20 1,58 16,20 
 
8 
 Fonte: Autores, 2019. 
O primeiro resistor analisado foi o de 200 Ω. Com isso, é possível observar, 
por meio da tabela 3, os resultados obtidos baseando-se no código de cores: 
 
Tabela 2: Resistência elétrica através do código de corres para o resistor 1 (200 Ω). 
Cor 1 (1º dígito) Cor 2 (2º dígito) Cor 3 (Multiplicador) Cor 4 
(Tolerância) 
Vermelho Preto Marrom Dourado 
2 0 10 5% 
Resultado 20x10 = 200 Ω 
 Fonte: Autores, 2019. 
O gráfico obtido da tensão em relação a corrente para o resistor 1 pode ser 
evidenciado a seguir. 
 Gráfico 1: Gráfico da tensão em relação a corrente para o resistor 1 (200 Ω). 
 
 
9 
 Fonte: Origin, 2019. 
O resistor seguinte analisado foi o de 47 Ω. Os dados coletados relacionados 
ao código de cores, bem como o gráfico da tensão em relação a corrente podem ser 
evidenciados abaixo. 
 
Tabela 3: Resistência elétrica através do código de corres para o resistor 2 (47 Ω). 
Cor 1 (1º dígito) Cor 2 (2º dígito) Cor 3 (Multiplicador) Cor 4 
(Tolerância) 
Amarelo Violeta Preto Dourado 
4 7 1 5% 
Resultado 47x1 = 47 Ω 
 Fonte: Autores, 2019. 
O gráfico para o resistor 2 pode ser evidenciado a seguir. 
Gráfico 2: Gráfico da tensão em relação a corrente para o resistor 2 (47 Ω). 
 
 
10 
 Fonte: Origin, 2019. 
O terceiro resistor analisado foi o de 560 kΩ. Baseando-se nos códigos de 
cores, obtemos os seguintes resultados, conforme tabela 4: 
 
Tabela 4: Resistência elétrica através do código de corres para o resistor 3 (560 kΩ). 
Cor 1 (1º dígito) Cor 2 (2º dígito) Cor 3 (Multiplicador) Cor 4 
(Tolerância) 
Verde Azul Amarelo Dourado 
5 6 10k 5% 
Resultado 56x10K = 560k​Ω 
 Fonte: Autores, 2019. 
O gráfico da tensão em relação a corrente pode ser evidenciado a seguir. 
 
Gráfico 3: Gráfico da tensão em relação a corrente para o resistor 3 (560 kΩ). 
 
11 
 
 Fonte: Origin, 2019. 
O quarto resistor analisado apresentou os seguintes resultados de acordo 
com o código de cores dos resistores, conforme tabela 5: 
Tabela 5: Resistência elétrica através do código de corres para o resistor 4 (2 kΩ). 
Cor 1 (1º dígito) Cor 2 (2º dígito) Cor 3 (Multiplicador) Cor 4 
(Tolerância) 
Vermelho Preto Vermelho Dourado 
2 0 100 5% 
Resultado 2x1000 = 2k​Ω 
 Fonte: Autores, 2019. 
O gráfico plotado da tensão em relação a corrente para o resistor 4 pode ser 
evidenciado no gráfico 4: 
 
 
12 
Gráfico 4: Gráfico da tensão em relação a corrente para o resistor 4 (2 kΩ). 
 
 Fonte: Origin, 2019. 
 
O quinto e último resistor analisado obteve os seguintes resultados, 
expressados na tabela 6, de acordo com a tabela de código de cores: 
Tabela 6: Resistência elétrica através do código de corres para o resistor 5 (100 Ω) 
Cor 1 (1º dígito) Cor 2 (2º dígito) Cor 3 (Multiplicador) Cor 4 
(Tolerância) 
Marrom Preto Marrom Dourado 
1 0 10 5% 
Resultado 10x10 = 100 ​Ω 
 Fonte: Autores, 2019. 
 
 
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O gŕafico do resistor 5 relacionado a tensão e a corrente elétrica pode ser 
evidenciado no gráfico 5. 
 
Gráfico 5: Gráfico da tensão em relação a corrente para o resistor 5 (100 Ω). 
 
 Fonte: Origin, 2019. 
 
Por meio dos resultados obtidos e dos gráficos gerados, a resistência em 
cada resistor pôde ser calculada. 
O primeiro modo de calcular a resistência elétrica é realizado por meio da 
observação do Ohmímetro. Cada resistor tem sua resistência calculada por meio da 
fórmula: 
V = RI ou R = V/I 
 
14 
O erro relativo será calculado com frequência para os cálculos seguintes. Sua 
fórmula é: 
 
 
Utilizando as fórmulas acima, é possível montar uma tabela com os 
resultados obtidos para cada resistor. 
 
Tabela 7: Resistências obtidas por meio do Ohmímetro, através da fórmula. 
Resistor 200 Ω 47 Ω 560 kΩ 2 kΩ 100 Ω 
Tensão 0,60 V 0,33 V 0,70 V 0,29 V 0,40 V 
Corrente 0,0031 A 0,0072 A 0,0000013 A 0,0015 A 0,0041 A 
Resistência 193,55 Ω 45,83 Ω 538,46 kΩ 1,93 kΩ 97,56 Ω 
Erro 3,22 % 2,48 % 3,85 % 3,5 % 2,44 % 
 Fonte: Autores, 2019. 
 
Outro modo da resistência ser calculada é por meio da análise gráfica. Com 
os gráficos obtidos da tensão em relação a corrente, vemos que há uma relação de 
linearidade entre a resistência R, a tensão V e a corrente I. Com isso, observamos 
que os cinco gráficos obtidos são linhas retas com pequenas irregularidades (erros). 
Dessa forma, considerando a fórmula da equação da reta y= ax + b e da 
tensão V = R.I, observamos que a resistência elétrica é o coeficiente angular dos 
gráficos obtidos. Este coeficiente pode ser calculado pela seguinte fórmula: 
 
15 
 
A fórmula do erro (ou tolerância) será a mesma utilizada nos cálculos 
anteriores. Com isso, os resultados das resistências e erros obtidos com base nos 
gráficos são evidenciados na tabela 8. 
 
Tabela 8: Resistências para cada resistor obtidas por meio dos gráficos. 
Resistor 200 Ω 47 Ω 560 kΩ 2 kΩ 100 Ω 
𝚫y 1,25-1,02= 
0,23 V 
0,33-0,12= 
0,21 V 
1,31-1,05= 
0,26 V 
1,18-0,89 = 
0,29 V 
0,40-0,20 = 
0,20 V 
𝚫x 6,5-5,3= 
1,2mA 
7,20-2,70= 
4,5mA 
2,5-2,0= 
0,5µA 
0,60-0,45= 
0,15mA 
4,10-2= 
2,1mA 
Resultado 191,67 Ω 46,67 Ω 520 kΩ 1,93 kΩ 95,24 Ω 
Erro 4,20 % 0,70 % 7,14 % 3,5 % 4,76 % 
 Fonte: Autores, 2019. 
 
Por meio dos resultados calculados e dos gráficos observados, é possível 
observar que os resistores são ôhmicos, visto que a resistência obedece a relação 
de linearidade entre a corrente e a tensão. 
Por fim, os valores das resistências foram comparados com os obtidos 
graficamente, pela observação do Ohmímetro e pelo código de cores. 
 
Tabela 9: Tabela comparativa das resistências encontradas. 
Código de cores 200 Ω 47 Ω 560 kΩ 2 kΩ 100 Ω 
Ohmímetro 193,55 Ω 45,83 Ω 538,46 kΩ 1,93 kΩ 97,56 Ω 
Gráfico 191,67 Ω 46,67 Ω 520 kΩ 1,93 kΩ 95,24 Ω 
Diferença 
Ohmímetro 
-6,45 Ω -1,17 Ω -21,54 kΩ -0,70 kΩ -2,44 Ω 
Diferença Gráfico -8,33 Ω -0,33 Ω -40 kΩ -0,70 kΩ -4,76 Ω 
 
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Tolerância 
Ohmímetro 
3,22 % 2,48 % 3,85 % 3,5 % 2,44 % 
Tolerância Gráfico 4,20 % 0,70 % 7,14 % 3,5 % 4,76 % 
Fonte: Autores, 2019 
 
Na visualização dos resistores, foi observado que todos eram envolvidos por 
um anel dourado, onde a tolerância, de acordo com o código de cores, era de 5%. 
Quase todos atingiram a tolerância estimada, provando que os valores encontrados 
para os casos são constantes e que a resistência possui uma relação de linearidade 
com a tensão e a corrente. 
 
5. CONCLUSÃO 
De posse das informações e das análises do experimento realizado, foi 
possível observar detalhadamente o processo de funcionamentoda Lei de Ohm, 
bem como da relação entre a tensão e corrente elétrica. Para tal, os resultados 
puderam ser exibidos em tabelas e gráficos. 
Os valores encontrados da resistência foram valores almejados. Todos os 
esses estavam dentro da tolerância esperada de 5%, exceto o valor gráfico 
encontrado para o resistor de 560 kΩ, que foi de 7,14%. Esse valor pode estar 
relacionado ao mau contato dos equipamentos observado durante o experimento. 
Entretanto, todos os demais valores encontrados foram satisfatórios e condizentes 
com a prática realizada. 
Nesse sentido, é válido afirmar e concluir que a relação entre a tensão e 
corrente elétrica em resistores foi observada e comprovada, uma vez que assumem 
a relação de linearidade, observada visualmente pelos gráficos. Com isso, pode-se 
salientar que o experimento elevou nossos conhecimentos no que tange a lei de 
Ohm e os resistores de forma geral. 
 
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
 
17 
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de física. 8. ed. 
Rio de Janeiro, RJ: LTC, c2009 vol 3; 
SEARS, Francis Weston; ZEMANSKY, MarkWaldo; YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, 
Roger A. Física III: eletromagnetismo. 12. ed. São Paulo, SP: Pearson Addison 
Wesley, c2008-2009 vol3. 
HELERBROCK, Rafael. "Lei de Ohm"; ​Brasil Escola​. Disponível em: 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-lei-ohm.htm. Acesso em 13 de novembro de 
2019.