Relatório Resistência Elétrica em Função da Temperatura

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2	 Resistores e Diodos 	 Experimento 1
EXPERIMENTO 2 – DEPENDENCIA TÉRMICA DA RESISTENCIA ELÉTRICA PARA CONDUTORES E SEMICONDUTORES
FISÍCA 
EXPERIMENTAL 2
Resumo: Esse experimento tem por objetivo avaliar e explicitar a dependência térmica da resistência elétrica para condutores e semicondutores. Abordaremos os princípios que explicam tais fatos. Explicaremos como o experimento foi realizado e discutiremos sobre os resultados e as propriedades térmicas dos resistores. Com os dados obtidos, podemos validar a teoria e determinar as características dos resistores, comprovando que a resistência dos resistores aumenta e a resistência dos diodos diminuem.
Palavras-chave: Resistores, dependência térmica, resistência, condutores, semicondutores.
Abstract: This experiment aims to evaluate and explain the thermal dependence of electrical resistance for conductors and semiconductors. We will discuss the principles that explain these facts. We will explain how the experiment was carried out and discuss the results and thermal properties of resistors. With the data obtained, we can validate the theory and determine the characteristics of the resistors, proving that the resistance of the resistors increases, and the resistance of the diodes decreases.
Experimento 2 	 Dependência Térmica Da Resistencia Elétrica Para Condutores E Semicondutores			2
INTRODUÇÃO
As resistências elétricas são uma parte fundamental da sociedade em que vivemos, tendo em vista a profunda aplicação em componentes eletrônicos, e como todo componente eletrônico, tem suas limitações. As resistências elétricas são responsáveis por restringir a passagem de diferença de potencial, sendo assim, a organização molecular é muito importante, para manter a retenção de elétrons da maneira que se espera. 
As resistências são formadas de diferentes materiais, tendo em vista suas resistividades combinadas, para valores precisos de resistências. 
Com relação ao aumento de temperatura, existem possíveis efeitos que podem ser observados, como o aumento da agitação dos átomos que pode causar redução na movimentação de cargas elétricas e o aumento da energia cinética das cargas elétricas que aumenta a densidade de elétrons livres responsáveis pela condução elétrica.
Para materiais semicondutores o aumento da temperatura o efeito de aumento de carga elétrica sobrepõe o efeito da diminuição da mobilidade das cargas elétricas. Já os condutores, se observa um efeito contrário, o efeito da diminuição da mobilidade de elétrons se sobrepõe ao efeito de aumento de cargas livres.
Para ambos os casos se pode calcular os possíveis coeficientes de temperatura, para os semicondutores teremos coeficientes negativos, tendo em vista a diminuição de resistência, já para os condutores, teremos um coeficiente positivo. Pode-se calcular os coeficientes de acordo com a equação 1, descrita abaixo.
 		 Equação 1
Em que 
Neste artigo iremos demonstrar a efetividade da temperatura na resistividade de uma resistência elétrica para condutores e semicondutores.
MATERIAIS E MÉTODOS
· Bobina de cobre
· Diodo
· Multímetro digital
· Balão volumétrico
· Água
· Termômetro
· Manta aquecedora
· Fonte c.c ajustável
· Placa protoboard com resistores e diodos
· Bobina de cobre 
· Plugues banana-banana
METODOLOGIA
Resistência elétrica em função da temperatura:
Este experimento tem como objetivo, analisar a variação da resistência elétrica de uma bobina de cobre e um diodo a partir da temperatura.
O primeiro passo foi mergulhar uma bobina de cobre e um diodo, em um balão volumétrico com água junto a um termômetro acoplado no interior do balão. A bobina de cobre e o diodo foram conectados a um multímetro, em seguida registrou-se a temperatura ambiente e as resistências da bobina e do diodo, antes e depois de ligar o regulador de aquecimento. Em cada intervalo de mudança na temperatura, foi registrado as alterações.
RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 A partir dos registros das temperaturas e resistências foram construídas duas tabelas, uma relacionando a “resistência” do diodo com a temperatura e a outra mostrando como varia a resistência da bobina de cobre com o aumento da temperatura. Estas tabelas auxiliaram na construção de gráficos para a validação da dependência térmica da resistência elétrica em condutores (bobina de cobre) e semicondutores (diodo).
 Os multímetros usados são diferentes. O multímetro do diodo é o ET 1002, tendo incerteza de 0,8% + 5D para a escala de 200k ohms ( a utilizada para diodos). O multímetro da bobina de cobre é o de modelo ET 1110, tendo incerteza de 1,0% + 2 D para escala de 200 ohms.
Tabela 1 –Variação da resistência do diodo com a temperatura.
	(T ± 1) (ºC)
	R (Ω)
	24
	663 ± 7,3
	30
	650 ± 7,2
	41
	618 ± 6,9
	61
	553 ± 6,4
	71
	522 ± 6,2
	81
	493 ± 5,9
	91
	465 ± 5,7
Tabela 2 –Variação da resistência do diodo com a temperatura.
	(T ± 1) (ºC)
	R (Ω)
	24
	9,2 ± 0,14
	30
	9,4 ± 0,14
	41
	9,9 ± 0,15
	61
	10,6 ± 1,6
	71
	10,9 ± 1,6
	81
	11,6 ± 1,7
	91
	11,9± 0,17
 Através das tabelas 1 e 2 foi possível construir gráficos Resistência x Temperatura para o diodo e para a bobina.
Gráfico 1 – Resistência diodo x Temperatura
Gráfico 2 – Resistência bobina de cobre x Temperatura
 Analisando os gráficos, as equações da reta e a linha de tendência é possível perceber a ambos possuem dependência linear com a temperatura no intervalo considerado. A resistência do diodo (semicondutor) diminuindo com o aumento da temperatura, enquanto a resistência da bobina (condutor) aumenta com o aumento da temperatura.
 Utilizando o gráfico (2) e sua equação de reta foi possível calcular o valor de R0 para a temperatura de 20° C.
 R0 = 0,0404x + 8,199 Equação 2
 R0 = 0,0404 * (20º C) + 8,199 = 9,007 Ω
 Desta forma o coeficiente de temperatura, α, pode ser encontrado através da equação (1)
 Agora, utilizando um valor apresentado no quadro (x), temos:
 R= 11,6 Ω e T = 81 °C
 = 4,72 * 10-3 1/°C 
 A explicação para o comportamento das resistências do diodo e da bobina vem dos elétrons e dos fortemente ligados. No caso da bobina de cobre, sendo um condutor, o material contém elétrons livres para realizar a condução. A não ser os elétrons livres todos os outros estão fortemente ligados, não se separandos dos seus nucleons pelo aumento da temperature. O aumento da temperatura faz os núcleos e elétrons terem uma maior energia cinética, vibrando e se movendo mais, aumentado as colisões dos elétrons livres durante sua condução. O mesmo número de elétrons livros com um maior número de colisões, isto gera o aumento da resistência para os condutores.
 No caso dos semicondutores (dioto) é diferente. Os seus elétrons não são fortemente ligados, se separando dos seus núcleos e se tornando livres quando recebem algum estímulo. O aumento da temperature é um desses estímulos. Desta forma ao aumentar a temperature são liberados mais elétrons para realizar a condução e, apesar do número de colisões aumentarem pela excitação dos núcleos e elétrons causada pelo aumento da temperature, a resistência diminui. 
CONCLUSÃO
Através desse experimento,pode-se concluir que, a eficiência dos resistores e diodos em função da temperatura,são validos,considerando a faixa de Erro. Alem disso,os resistores e diondos obtiveram diferentes comportamentos quando a temperatura foi medida em cada intervalo, isso ocorre pela diferença de cada material, pois os materiais além de serem diferentes, em cada material terá uma reação atômica sobre a resistência.
REFERÊNCIAS
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl.Fundamentos de Física 3 - Eletromagnetismo, 4ª edição. São Paulo: LTC, 1996.HIKARI. 21N079 Manual Multímetro Digital-HM-1000. Disponível em: https://www.hikariferramentas.com.br/suporte/download-center/. Acesso em: 26 de julho de 2021.
Temperatura X Resistência
24	30	41	61	71	81	91	9.1999999999999993	9.4	9.9	10.6	10.9	11.6	11.9	Temperatura ( °C)
Resistência Bobina
Resistência X Temperatura
24	30	41	61	71	81	91	663	650	618	553	522	493	465	Temperatura (°C)
Resistência