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Laboratório de Eletricidade Básica PUC campus Poços de Caldas 1 AVALIAÇÃO DE ELETRICIDADE BÁSICA – 25 Pontos Prof.: Data: 25/03/10 Nome: __________________________________________________________ Nota: _______ 1) (3,5 pontos) Instrumentação e controle é um ramo da engenharia elétrica utilizado largamente nas indústrias. Hoje grande parte dos processos industriais é realizada de forma automática (um carro é montado em aproximadamente 70s. Você já pensou em quantos anos cem montadoras espalhadas pelo mundo produziriam a surpreendente marca de um carro para cada 10 habitante do mundo?? Bem isto é para fazer em casa). Uma das grandezas mais medidas é a temperatura. Sugira então uma propriedade física avaliada nas práticas de 1 a 5 que poderia ser utilizada para a medida indireta da temperatura. Tente apresentar sua sugestão utilizando alguma relação matemática conhecida entre as grandezas. Uma das grandezas que pode e é utilizada é a variação da resistividade com a temperatura. Esta grandeza pode, em primeira aproximação, ser obtida pela relação TRRR += 00 , sendo R a resistência e T a variação da temperatura. R0 e são constantes do material usado na medida da relação. Uma equação desta obtida experimentalmente resulta na calibração do material como medidor de temperatura. Como resistência é uma característica que permite a medida de corrente e tensão em um circuito e tensão é uma grandeza digitalizável, é possível, a partir de um material deste, criar termômetros que poderão controlar processos em que a grandeza temperatura seja uma variável. 2) (3 pontos) Quase todos os dispositivos utilizados em elétrica e eletrônica apresentam resistência elétrica. Discuta sucintamente os tipos de resistências existentes e dê exemplos para cada um deles. Basicamente há dois tipos de resistências: as constantes chamadas ôhmicas e as variáveis chamadas de não ôhmicas. Dentre as resistências ôhmicas estão os resistores que geralmente são produzidos em valores discretos, podendo a partir destes valores discretos e através de associações, ser gerados outros valores. Dentre as não ôhmicas podemos citar elementos que sofrem aquecimento em seu funcionamento como as lâmpadas incandescentes e dispositivos ativos como o diodo que sofrem variações enorme de sua resistência em função da polarização de seus terminais, 3) Uma empresa fabricante de cabos construiu um cabo para seu cliente e antes da entrega testes devem ser realizados para a determinação de valores típicos deste tipo de cabo. Sabendo que a resistividade é uma das propriedades medidas foi requisitado para o setor responsável a realização da medida desta grandeza. Para tanto foi enviado ao laboratório do setor responsável um metro do fio usado no cabo. Um estudante estagiário realizou as medidas iniciais e obteve para o diâmetro o valor de (0,400,01)mm e para o comprimento efetivo (100,000,05)cm. Para medida preliminar o estudante realizou com um multímetro na escala de resistência cinco diferentes medidas que apresentaram os seguintes resultados: R1=137m, R2=136m, R3=140m, R4=134 m.R5=138m. a) (4 pontos) Use estes para determinar um valor médio para a resistência elétrica e determine o desvio médio absoluto e represente o valor da resistência com seu desvio. ( ) = =−+−+−+−+−= =++++= mR R R )2137( 6,15137138137134137140137136137137 1375/)138134140136137 b) (5 pontos) Determine o valor da resistividade com sua precisão e identifique o material na tabela abaixo. ( ) ( ) ( ) m xx L L S S R R L RS L RS mm d d ddddS = ++= + + = = = == − − −− 8 7 2727222 101,07,1 10 10000 5 126 6 137 2 0000,1 26,1137,0 0000,1 26,1137,0 1006,026,110 40,0 01,0 2600,1600,1 4 2 44 Laboratório de Eletricidade Básica PUC campus Poços de Caldas 2 Metal Resistividade (m) Constante da Temperatura (K-1) Prata 1,59×10−8 0,00380 Cobre 1.72×10−8 0,00390 Ouro 2,44×10−8 0,00340 Alumínio 2,82×10−8 0,00390 Tungstênio 5,60×10−8 0,00450 zinco 5,90×10−8 0,00370 Ferro 1,00×10−7 0,00500 Pelo valor e seu intervalo pode-se considerar que o material medido é o cobre. Perceba que pela precisão conseguimos excluir um outro material que está muito próximo do limite inferior do resultado que é a prata. 4) Dois resistores serão usados como divisor de tensão (ligados em série) a uma fonte de 5V. Os valores das resistências são respectivamente R1 = 350 e R2 =150. Sabe-se que a tolerância de cada uma delas é 5% e 10% respectivamente. a) (6 pontos) Represente o circuito completo contendo os medidores de diferença de potencial e de corrente dos possíveis valores a ser medido no circuito. b) (7 pontos) Determine os valores mínimos e máximos das diferenças de potenciais possíveis de serem medidas neste circuito. VV RRRR RR V VV RRRR RR V VV RRRR RR V VV RRRR RR V 66,15 5,1735015150 15150 34,15 5,1735015150 15150 36,35 151505,17350 5,17350 34,35 151505,17350 5,17350 1122 22 max2 1122 22 min2 2211 11 max1 2211 11 min1 = −++ + = −++ + = = ++− − = ++− − = = −++ + = −++ + = = ++− − = ++− − = V V A
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