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CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO UNIDADE SÃO JOSÉ - SC CURSO ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA FÍSICA TEÓRICA EXPERIMENTAL III PROFº. GIORDANO DEMOLINER ASSOCIAÇÃO EM SÉRIE E EM PARALELO DE LÂMPADAS FILAMENTO 2,2 V E 0,25 A ALUNOS: ANDRÉ LUIZ DA ROSA – 2016.09.077326 ALEXANDRE WERNER BARON – 2016.07.400723 DANIELE CARDOSO DOS SANTOS – 2016.02.326819 VINICIUS TEIXEIRA GODINHO – 2016.07.324679 TAYNE NARA VICENTE – 2016.02.644128 SÃO JOSÉ 2018 http://portal.estacio.br/ SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO.................................................................................................................... 3 2 OBEJTIVO: ......................................................................................................................... 4 3 MATERIAL UTILIZADO ................................................................................................... 4 4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ............................................................................. 4 5 QUESTÕES ........................................................................................................................ 8 6 ANEXO .............................................................................................................................. 11 3 1 INTRODUÇÃO O experimento tem como finalidade determinar a relação entre tensão e a corrente elétrica aplicadas em um painel de resistores, com intuito de comparar os valores obtidos com a teoria. Como base teórica utilizaremos a Lei de Ohm, assim designada em homenagem ao seu formulador, o físico alemão Georg Simon Ohm, que afirma que, a razão entre a tensão e dois pontos e a corrente elétrica é constante, essa constante é chamada de resistência elétrica. O experimento foi realizado em duas etapas, a primeira com os resistores em série, e um segundo com resistores em paralelo, para toda tensão aplicada no painel, foram coletados os dados necessários, para compor a tabela e posteriormente os gráficos V versus I. Com base nos dados obtidos e após montagem de tabelas e gráficos, foram possíveis determinar as principais diferenças de características entre os resistores, e por fim determinar resistores ôhmicos e não ôhmicos. 4 2 OBEJTIVO: Medir diferença de potência (ddp) e corrente elétrica em associação de lâmpadas em série e em paralelo. Verificar se as lâmpadas de filamento se comportam como resistores ôhmicos quando submetidas a variações de tensão elétrica. Calcular potências dissipadas por essas lâmpadas para diferentes tensões aplicadas. 3 MATERIAL UTILIZADO - 01 Fonte elétrica variável de corrente contínua - 02 Multitestes (Amperímetro e Voltímetro) - 01 Chave interruptora multiuso - 01 Base acrílica com lâmpadas em série e paralelo - 07 Cabos de ligação (fios) PRIMEIRA PARTE – LIGAÇÃO EM SÉRIE 4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Monte o circuito 1 esquematizado na figura 1 (não ligue a fonte ainda) Utilize o multiteste MD6111 (aparelho vermelho) para funcionar como amperímetro e o multiteste ET1110 (aparelho azul) para funcionar como voltímetro. Posicione a chave seletora do amperímetro na escala 20A e a chave do voltímetro na escala 20V. 5 Variar a voltagem da fonte de 0,4V até 8V usando os botões de variação de tensão da fonte elétrica. Anote os valores de tensão (V) e corrente (i) obtidos a partir das leituras no voltíme tro e no amperímetro, respectivamente, na tabela 1. Calcule também o valor da resistência elétrica para cada valor de tensão adotada (R=V/i). Anote na tabela 1. Tabela 1 V da fonte (Volts) V voltímetro (Volts) Tensão I amperímetro (Ampères) Corrente R= V/I (Ohms) 0,4 0,12 0,08 1,50 0,8 0,19 0,09 2,11 1,2 0,35 0,1 3,50 1,6 0,43 0,11 3,91 2,0 0,56 0,12 4,67 2,4 0,7 0,13 5,38 2,8 0,81 0,14 5,79 3,2 1,01 0,15 6,73 3,6 1,16 0,16 7,25 4,0 1,27 0,17 7,47 4,4 1,42 0,18 7,89 4,8 1,45 0,18 8,06 5,2 1,68 0,19 8,84 5,6 1,79 0,2 8,95 6,0 1,94 0,21 9,24 6,4 2,07 0,21 9,86 6,8 2,23 0,22 10,14 7,2 2,37 0,23 10,30 7,6 2,5 0,24 10,42 8,0 2,64 0,24 11,00 Conecte agora os cabos de ligação do voltímetro nas saídas 11 e 21 e repita o procedimento do item 3.2 somente para os valores de tensão (voltagem) indicados na tabela 2. Preencha a tabela 2. Tabela 2 V da fonte (Volts) V voltímetro (Volts) Tensão I amperímetro (ampères) Corrente R =V/I (Ohms) 0,4 0,14 0,08 1,75 2,4 0,79 0,13 6,08 4,4 1,45 0,18 8,06 6,4 2,09 0,22 9,50 8,0 2,65 0,24 11,04 6 Repita o procedimento anterior conectando agora os cabos de ligação do voltímetro nas saídas 21 e 22 para os valores de voltagem indicados na tabela 3. Preencha na tabela 3. Tabela 3 V da fonte (Volts) V voltímetro (Volts) Tensão I amperímetro (Ampères) Corrente R= V/I (Ohms) 0,4 0,15 0,08 1,88 2,4 0,86 0,14 6,14 4,4 1,57 0,18 8,72 6,4 2,3 0,22 10,45 8,0 2,87 0,24 11,96 Calcule a potência dissipada pela lâmpada para os valores de tensão na tabela 3. Anote na tabela 4. Tabela 4 V da fonte (Volts) V voltímetro (Volts) Tensão I amperímetro (Ampères) Corrente P= V.I (Watts) 0,4 0,15 0,08 0,01 2,4 0,86 0,14 0,12 4,4 1,57 0,18 0,28 6,4 2,3 0,22 0,51 8,0 2,87 0,24 0,69 SEGUNDA PARTE – LIGAÇÃO EM PARELELO Monte o circuito 2 esquematizado na figura 2 7 Varie a ddp da fonte de 0,2V em 02, V até somente 2,4V. Anote na tabela 5 os valores de tensão (V) e corrente (i) registrados nos medidores voltímetro e amperímetro, respectivamente. Tabela 5 V da fonte (Volts) Voltímetro (Volts) Tensão I amperímetro (Ampères) Corrente R= V/I (Ohms) P= V.I (Watts) 0,2 0,18 0,27 0,67 0,05 0,4 0,41 0,33 1,24 0,14 0,6 0,57 0,36 1,58 0,21 0,8 0,78 0,41 1,90 0,32 1,0 0,95 0,45 2,11 0,43 1,2 1,16 0,49 2,37 0,57 1,4 1,33 0,52 2,56 0,69 1,6 1,56 0,56 2,79 0,87 1,8 1,76 0,6 2,93 1,06 2,0 1,93 0,63 3,06 1,22 2,2 2,14 0,66 3,24 1,41 2,4 2,37 0,7 3,39 1,66 Desenrosque a lâmpada L3 até que ela apague. As demais continuam acesas. Repita o procedimento anterior para os valores da voltagem indicados na tabela 6. Tabela 6 V da fonte (Volts) V voltímetro (Volts) Tensão I amperímetro (Ampères) Corrente R= V/I (Ohms) P= V.I (Watts) 0,2 0,20 0,18 1,11 0,04 0,8 0,80 0,27 2,96 0,22 1,6 1,59 0,38 4,18 0,60 2 2,00 0,43 4,65 0,86 2,4 2,42 0,47 5,15 1,14 Desenrosque agora também a lâmpada L2 (a corrente passará apenas pela lâmpada L1). Repita o procedimento anterior para os valores da voltagem indicados na tabela 7. 8 Tabela 7 V da fonte (Volts) V voltímetro (Volts) Tensão I mperímetro (Ampères) Corrente R= V/I (Ohms) P= V.I (Watts) 0,2 0,20 0,09 2,22 0,02 0,8 0,82 0,14 5,86 0,11 1,6 1,62 0,19 8,53 0,31 2,0 2,02 0,21 9,62 0,42 2,4 2,46 0,24 10,25 0,59 5 QUESTÕES a) Questão 1 – Construa o gráfico de V em função de i com os dados obtidos na tabela 1. b) A função obtida no gráfico é linear? O que pode se concluir, em termos da lei de Ohm, sobre resistência elétrica das lâmpadas? A função obtida no gráfico é linear, esse tipo de material apresentado chamamos de material ôhmico. Conforme a primeira lei de Ohm “Em um condutor ôhmico, mantido à temperatura constante, a intensidade de corrente elétrica é proporcional à diferença de potencial aplicada entre suas extremidades, ou seja, sua resistência elétrica é constante”. O resistor do gráfico 1 possui resistência constante e obedece a razão evidenciada na equação i. 9 c) Questão 3 – Construa o gráfico de V em função de i com os dados obtidos na tabela 5. d) A função obtida no gráfico é linear? O que pode se concluir,em termos da lei de Ohm, sobre resistência elétrica das lâmpadas? A função obtida no gráfico é linear. É um material ôhmico, cuja a inclinação é igual ao valor da resistência elétrica do material. e) Os valores de voltagem registrados pelo voltímetro na tabela 1 se assemelham aos valores correspondentes indicados na fonte elétrica? Justifique essa diferença em termos de associação em série de resistores. Sim. A diferença de potencial nos terminais da associação em série é igual a soma das diferenças de potencial medidas entre os terminais da cada um dos resistores associados. A corrente elétrica que atravessa o circuito enfrenta a resistência do primeiro dispositivo resistivo, a resistência do segundo e assim por diante. Assim podemos dizer que a resistência equivalente a uma associação em série de resistores é igual a soma das resistências dos resistores associados. f) Os valores de voltagem registrados pelo voltímetro na tabela 5 se assemelham aos valores correspondentes indicados na fonte elétrica? Justifique essa diferença em termos de associação em paralelo de resistores. Sim. A associação em paralelo divide a mesma fonte de corrente, de modo que a ddp em cada ponto seja conservada. A intensidade total de corrente do circuito é igual a soma das intensidades medidas sobre cada resistor. 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 Te n sã o d a Fo n te ( V ) Corrente Elétrica (i) Gráfico V x i (Tabela 5) 10 g) Os valores de potência dissipada pelas lâmpadas são semelhantes, para uma determinada voltagem, nas tabelas 6 e 7, onde o numero de lâmpadas é diferente? Justifique sua resposta. A potência dissipada cai pela proporcionalmente, pois cada lâmpada dissipa uma certa quantidade de potência, ao reduzir a quantidade de lâmpadas, logo reduz a quantidade de potência dissipada. 11 6 ANEXO Figura 1 - Fonte Figura 2 - Multímetro 12 Figura 3 – Placa Figura 4 – Resistor 13 Figura 5 – Circuito montado Figura 6 – Circuito montado
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