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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE - UFCG CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA UNIDADE ACADÊMICA DE FÍSICA LABORATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL II PROFESSOR: Pedro Luiz do Nascimento TURMA: 07 ALUNO: Saulo Victor Barbosa Sicupira MATRÍCULA: 119210470 ELEMENTOS RESISTIVOS LINEARES E NÃO LINEARES CAMPINA GRANDE – PB Abril, 2021 UFCG / CCT / UAF - DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL II PROFESSOR: Pedro Luiz do Nascimento DATA: 09/03 PERÍODO: 2021.1 ALUNO(A): Saulo Vitor Barbosa Sicupira TURMA: 07 1. Introdução Elemento resistivo linear é aquele em que a razão entre a d.d.p aplicada a V e a intensidade de corrente é uma constante, ou seja, este elemento deve obedecer a Lei de Ohm e, sua curva característica deve ser uma reta. Caso contrário, teremos um elemento resistivo não-linear e, portanto, estamos diante de um material não ôhmico cuja “resistência aparente” é dada por: R(ap)=V/I. Esta relação, varia de ponto a ponto e depende das condições a que é submetido o elemento como voltagem, temperatura etc. (a) Curva característica de um elemento resistivo linear; (b) Curva característica de um elemento resistivo não-linear. Para sabermos se estamos diante de um elemento que obedece a lei de ohm devemos submetendo-lo a várias voltagens, medir a corrente que o atravessa e traçar o gráfico VxI, analisando se a curva é uma reta (elemento ohmico) que caracteriza um elemento resistivo linear, ou não que caracteriza um elemento não-linear. Para poder se traçar a curva característica de um elemento deve-se medir simultaneamente a corrente que o atravessa e a voltagem a que é submetido e para isto, dispomos de duas alternativas que são afetadas por erros devido aos medidores: a montagem a montante e a jusante. É indicada a utilização da montagem a montante (voltímetro antes do amperímetro) quando a resistência a medir for muito maior que a resistência interna do amperímetro. Na montagem a jusante o voltímetro é colocado depois do amperímetro. A d.d.p, a que está submetido resistor V(R), é aquela medida pelo voltímetro V(V)=V(R).Porém , a corrente medida pelo amperímetro I(a) será a soma das correntes que atravessam o voltímetro I(V) ,ou seja: I(a):I(R)+ I(V). A montagem a jusante é indicada para os casos em que a resistência interna do voltímetro seja muito maior que a resistência a se medir. O diodo é um elemento resistivo não linear que quando colocamos em circuito de corrente alternada, a corrente só passará durante a metade do período. Durante a outra metade a corrente encontrará o diodo inversamente polarizado. Este elemento não possui uma resistência definida pois no diodo, a resistência de polarização direta é nula e a resistência de polarização inversa é altíssima. Por isso, a resistência estará variando. O diodo deixa passar corrente num sentido, e quase não deixa passar no sentido oposto, ou seja, ela varia dependendo das condições a que esteja submetida como voltagem, temperatura, intensidade luminosa, etc. Objetivos Este experimento teve como objetivo distinguir entre elementos resistivos lineares e não-lineares e determinar experimentalmente as curvas características de elementos resistivos e estabelecer circuitos que minimizem os erros na determinação da resistência, devidos ao voltímetro e ao amperímetro. Material utilizado Para realização do experimento foi necessário: Montagem a Montante: • Prancheta com bornes de ligação; • Resistores de 560 e 10K; • Amperímetro e voltímetro; • Fios de ligação; • Potenciômetro; • Fonte; • Multímetro; • Diodo. Montagem a Jusante: • Prancheta com bornes de ligação; • Resistores de 390 e 10K; • Amperímetro e voltímetro; • Fios de ligação; • Potenciômetro; • Fonte; • Multímetro; • Diodo. 2. DESENVOLVIMENTO PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ELEMENTO RESISTIVO LINEAR (ERL) e ELEMENTO RESISTIVO NÃO LINEAR (ERNL) MONTAGEM À MONTANTE Os procedimentos experimentais foram iniciados com a montagem a Montante. Após medir os valores das resistências fornecidas, o circuito da figura 2 foi montado, sem que a fonte fosse ligada. O potenciômetro P de 47 K ficou inicialmente na posição de resistência máxima. Figura 1 O potenciômetro é então girado cuidadosamente, de maneira que se virasse a corrente por meio do amperímetro e a tensão através do voltímetro. Os dados obtidos foram anotados nas tabelas I e II para cada respectivo resistor. Figura 2 MONTAGEM À JUSANTE Neste o procedimento experimental foi feito com a montagem a jusante. Primeiro montou-se o circuito conforme a figura abaixo e repetiu-se o mesmo procedimento do experimento anterior. Os resultados obtidos foram anotados nas tabelas III e IV. O potenciômetro P de 47 K foi colocado inicialmente na posição de resistência máxima. Figura 3 CURVA CARACTERÍSTICA DE UM DIODO Os resultados foram anotados na tabela 6, no tópico desenvolvimento. Diodo Montagem à Montante Iniciamos a experiência medindo e anotando os valores das resistências do diodo diretamente e inversamente polarizado, utilizando o multímetro, em seguir, montamos o circuito abaixo, com o diodo diretamente polarizado em uma montagem a montante, verificamos em que posição a chave do potenciômetro indicava a potência máxima. A partir daí, tomamos nota dos valores experimentais da corrente (I) e da voltagem (V) para cada resistor fornecido para poder fazer um levantamento da curva característica do mesmo. Os resultados foram anotados na Tabela 6, no tópico desenvolvimento. Diodo Montagem à Jusante Aqui repetimos o mesmo procedimento do anterior, mas agora com o diodo inversamente polarizado em uma montagem a jusante. Verificamos em que posição a chave do potenciômetro indicava a potência máxima. E então, anotamos os valores experimentais da corrente (I) e da voltagem (V). Os valores encontrados foram anotados na Tabela 7 do tópico desenvolvimento. 3. CONCLUSÂO Com o experimento realizado foi possível observar o comportamento de diferentes componentes eletrônicos quando da variação de voltagem e corrente, distinguindo-os entre elementos resistivos lineares e não-lineares. O diodo diretamente polarizado tem resistência baixa, mesmo o diodo sendo um elemento resistivo não-linear e sua resistência aumenta com a variação da d.d.p. Assim, pode-se concluir que a melhor montagem mais apropriada para medir a resistência do diodo é a jusante, pois se terá resultados mais satisfatórios quando a resistência a medir for pequena. Por fim, as discrepâncias entre os resultados medidos e teóricos vistos, apesar da não realização dos gráficos, eles podem ser reparados nas tabelas e podem ser devido ao estado de conservação dos materiais utilizados, temperatura ambiente, umidade, erro nas medições visuais, entre outros. Dessa forma, nota-se que como fonte de erros, se tem: Arredondamento de cálculos; Uso de materiais danificados; Erro na montagem dos circuitos.
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