Buscar

Lab5FIS114: RESISTÊNCIA ELÉTRICA ATRAVÉS DE GRÁFICOS

Prévia do material em texto

Universidade Federal de Itajubá 
IFQ 
FIS114 – Turma 24 
 
 
 
 
 
 
 
RESISTÊNCIA ELÉTRICA ATRAVÉS DE GRÁFICOS 
 
 
 
 
 
 
André Alexandre Fukuda (2021008720) 
 
Juliana Ferreira Chagas ( 2021013309 ) 
 
 
 
 
 
25/07/2021 
 
 
 
 
Universidade Federal de Itajubá 
IFQ 
FIS114 – Turma 24 
 
 
 
 
 
 
RESISTÊNCIA ELÉTRICA ATRAVÉS DE GRÁFICOS 
 
 
Relatório acadêmico apresentado à 
Universidade Federal de Itajubá, como 
parte das exigências da disciplina 
Laboratório de Metodologia Científica, 
FIS114. 
 
 
 
André Alexandre Fukuda (2021008720) 
Juliana Ferreira Chagas (2021013309) 
 
 
 
25/07/2021 
1 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
 1 OBJETIVOS……………………………………………………………………….…..3 
 2 INTRODUÇÃO………...……………………………………………………………...3 
 3 PROCEDIMENTOS……………………………………………………………….....4 
 3.1 Cálculo do erro da Tensão…………...………..…………………………….....4 
 3.2 Cálculo do erro da Corrente…………………………………………………….5 
 
 4 FOLHA DE DADOS……………..…………………………………………………...6 
 5 CONCLUSÃO…………………………...…………………………………..……….12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 
 
 
 
1. OBJETIVO 
 
Este relatório tem como objetivo aprender a utilizar corretamente um multímetro, 
aprender a construir gráficos de pontos experimentais e, assim, extrair informações 
e medidas dos mesmos. As informações utilizadas no relatório, tanto as medidas 
diretas de tensão e corrente, quanto as diretas e indiretas da resistência, foram 
previamente fornecidas. 
 
 
 
2. INTRODUÇÃO 
 
De acordo com o guia do relatório, um bipolo elétrico é um elemento com dois 
terminais acessíveis, submetidos a uma tensão elétrica e passivo de circuito 
elétrico. Como exemplos de tais elementos, é possível identificar: lâmpadas, 
resistores, fios condutores, dedos tocando tomadas, entre outros. Para uma melhor 
visualização do tema, a fórmula da primeira lei de Ohm ajuda no entendimento. Na 
fórmula “ V = R.I”, a resistência elétrica, indicada pela letra “R”, relaciona a tensão 
(V) ao bipolo e a corrente (I), a qual passa pelo mesmo. 
 
A resistência possui uma relação direta com o material e o formato do bipolo, sendo 
uma definição de resistência elétrica. Nesse contexto, quando a resistência é 
constante e V e I variam, o bipolo está em condução ôhmica. Porém, nem sempre o 
material está em condução ôhmica, como é o caso de quando a energia elétrica é 
transformada em luminosa, por exemplo. Em tal ocasião, como ocorre com as 
lâmpadas, a potência é dissipada em outras formas de energia e o resistor varia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
 
 
3. PROCEDIMENTOS 
 
Para construir as tabelas de dados, é necessário calcular os valores do erro da 
tensão (V) e o erro da corrente (mA) com dados previamente fornecidos no guia do 
relatório. 
 
 
3.1 Cálculo do erro da Tensão 
 
O erro dos instrumentos digitais é representado pela sigla “LED”, que significa 
“Limite de Erro Digital”. A fórmula para calcular esse erro é dada como: 
 
 ED T n L = P100 × + 
 
 
 Erro da calibração em forma percentual, p%. P = 
 Valor mostrado no visor. T = 
 Dígitos menos significativos da escala ou flutuantes, devem ser da ordem de n = 
uma unidade. 
 
 
 
 
 Erro da tensão do resistor: Erro da tensão da lâmpada: 
 
 LED 0, 0 3 , 1 0, 3 1 − = 0,5100 × 6 + × 0 0 = 0 LED 0, 0 3 , 1 0, 3 1 − = 
0,5
100 × 5 + × 0 0 = 0 
 LED 5, 0 3 , 1 0, 6 2 − = 0,5100 × 6 + × 0 0 = 0 LED 5, 0 3 , 1 0, 5 2 − = 
0,5
100 × 0 + × 0 0 = 0 
 LED 0, 0 3 , 1 0, 8 3 − = 0,5100 × 1 6 + × 0 0 = 0 LED 9, 0 3 , 1 0, 8 3 − = 
0,5
100 × 9 + × 0 0 = 0 
 LED 5, 0 3 , 1 0, 1 4 − = 0,5100 × 1 6 + × 0 0 = 1 LED 4, 0 3 , 1 0, 0 4 − = 
0,5
100 × 1 8 + × 0 0 = 1 
 LED 0, 0 3 , 1 0, 3 5 − = 0,5100 × 2 8 + × 0 0 = 1 LED 0, 0 3 , 1 0, 3 5 − = 
0,5
100 × 2 0 + × 0 0 = 1 
 LED 5, 0 3 , 1 0, 6 6 − = 0,5100 × 2 8 + × 0 0 = 1 LED 4, 0 3 , 1 0, 5 6 − = 
0,5
100 × 2 9 + × 0 0 = 1 
 LED 0, 0 3 , 1 0, 8 7 − = 0,5100 × 3 7 + × 0 0 = 1 LED 9, 0 3 , 1 0, 8 7 − = 
0,5
100 × 2 9 + × 0 0 = 1 
 8 LED 5, 0 3 , 1 0, 1 − = 0,5100 × 3 8 + × 0 0 = 2 8 LED 4, 0 3 , 1 0, 0 − = 
0,5
100 × 3 8 + × 0 0 = 2 
 LED 7, 0 3 , 1 0, 2 9 − = 0,5100 × 3 3 + × 0 0 = 2 LED 6, 0 3 , 1 0, 1 9 − = 
0,5
100 × 3 3 + × 0 0 = 2 
4 
 
 
 
 
3.2 Cálculo do erro da Corrente 
 
 
 Erro da corrente do resistor: Erro da corrente da lâmpada: 
 
 LED 0, 0 4 , 1 0, 4 1 − = 0,8100 × 4 + × 0 0 = 0 LED 17, 0 3 , 1 0, 8 1 − = 
0,8
100 × 1 + × 0 0 = 1 
 LED 5, 0 3 , 1 0, 9 2 − = 1,2100 × 6 + × 0 0 = 0 LED 79, 0 3 , 1 1, 0 2 − = 
1,2
100 × 7 + × 0 0 = 0 
 LED 0, 0 3 , 1 0, 4 3 − = 1,2100 × 1 6 + × 0 0 = 1 LED 100, 0 3 , 1 1, 4 3 − = 
1,2
100 × 0 + × 0 0 = 2 
 LED 5, 0 3 , 1 0, 9 4 − = 1,2100 × 1 6 + × 0 0 = 1 LED 114, 0 3 , 1 1, 1 4 − = 
1,2
100 × 0 + × 0 0 = 4 
 LED 0, 0 3 , 1 0, 5 5 − = 1,2100 × 2 8 + × 0 0 = 2 LED 127, 0 3 , 1 1, 6 5 − = 
1,2
100 × 0 + × 0 0 = 5 
 LED 5, 0 3 , 1 0, 0 6 − = 1,2100 × 2 8 + × 0 0 = 3 LED 138, 0 3 , 1 1, 0 6 − = 
1,2
100 × 7 + × 0 0 = 7 
 LED 0, 0 3 , 1 0, 5 7 − = 1,2100 × 3 7 + × 0 0 = 3 LED 150, 0 3 , 1 1, 4 7 − = 
1,2
100 × 1 + × 0 0 = 8 
 LED 5, 0 3 , 1 0, 0 8 − = 1,2100 × 3 8 + × 0 0 = 4 LED 161, 0 3 , 1 1, 7 8 − = 
1,2
100 × 2 + × 0 0 = 9 
 LED 7, 0 3 , 1 0, 1 9 − = 1,2100 × 3 3 + × 0 0 = 4 LED 164, 0 3 , 1 2, 1 9 − = 
1,2
100 × 3 + × 0 0 = 0 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
 
 
4. FOLHA DE DADOS 
 
 
Tabela 1 : Resultados obtidos do resistor comercial 
 
 
 
Temperatura ambiente = (16,0 0,5) °C ± 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
Ensaio Seletor 
Voltímetro 
Tensão 
(V) 
Erro 
Tensão 
(V) 
Seletor 
Amperímetro 
Corrente 
(mA) 
Erro 
Corrente 
(mA) 
1 20 0,60 0,03 20 0,40 0,04 
2 20 5,60 0,06 200 4,60 0,09 
3 20 10,60 0,08 200 8,70 0,14 
4 20 15,60 0,11 200 12,90 0,19 
5 200 20,80 0,13 200 17,20 0,25 
6 200 25,80 0,16 200 21,30 0,30 
7 200 30,70 0,18 200 25,60 0,35 
8 200 35,80 0,21 200 29,90 0,40 
9 200 37,30 0,22 200 31,20 0,41 
 
 
 
 
 
Tabela 2: Resultados obtidos pela lâmpada. 
 
 
 
Temperatura ambiente = (16,0 0,5) °C ±7 
Ensaio Seletor 
Voltímetro 
Tensão 
(V) 
Erro Tensão 
(V) 
Seletor 
Amperímetro 
Corrente 
(mA) 
Erro Corrente 
(mA) 
1 20 0,50 0,03 20 17,10 0,18 
2 20 5,00 0,05 200 79,70 1,00 
3 20 9,90 0,08 200 100,00 1,24 
4 20 14,80 0,10 200 114,00 1,41 
5 200 20,00 0,13 200 127,00 1,56 
6 200 24,90 0,15 200 138,70 1,70 
7 200 29,90 0,18 200 150,10 1,84 
8 200 34,80 0,20 200 161,20 1,97 
9 200 36,30 0,21 200 164,30 2,01 
 
 
 
 
 
 
 
Gráfico 1 
 
 
 
 
 
 
 
Gráfico 2 
 
 
8 
 
 
 
 
 
Tabela 3: Relação entre temperatura e voltagem 
 
 
 
 
Gráfico 3 
 
 
 
9 
Ensaio Tensão (V) Resistência ( ) Ω Temperatura (K) 
1 0, 0 0, 3) ( 5 ± 0 29, 4 1, 8) ( 2 ± 7 290, 2 , 8 ) ( 2 ± 2 2 
2 5, 0 0, 5) ( 0 ± 0 62, 3 1, 1) ( 7 ± 0 545, 7 , 1 ) ( 9 ± 1 5 
3 9, 0 0, 8) ( 9 ± 0 99, 0 1, 6) ( 0 ± 4 822, 4 , 6 ) ( 9 ± 1 9 
4 14, 0 0, 0) ( 8 ± 1 129, 2 1, 3) ( 8 ± 8 1058, 0 2, 3) ( 3 ± 3 
5 20, 0 0, 3) ( 0 ± 1 157, 8 2, 9) ( 4 ± 1 1269, 2 , 9 ) ( 5 ± 2 6 
6 24, 0 0, 5) ( 9 ± 1 179, 2 2, 5) ( 5 ± 4 1437, 3 , 5 ) ( 8 ± 2 9 
7 29, 0 0, 8) ( 9 ± 1 199, 0 2, 2) ( 2 ± 7 1588, 2 , 2 ) ( 1 ± 3 2 
8 34, 0 0, 0) ( 8 ± 2 215, 8 2, 1) ( 8 ± 9 1715, 0 , 1 ) ( 5 ± 3 4 
9 36, 0 0, 1) ( 3 ± 2 220, 4 2, 9) ( 9 ± 9 1754, 4 3, 9) ( 1 ± 4 
 
 
 
 
 
Gráfico 4 
 
 
 
Coeficientes: 
 
 
Ajuste da Função: 
 
 184, 8 134, 5 VT = 7 + 9 × 0,69 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10 
 184, 8 42, 1 a = 7 ± 1 
 134, 5 22, 6b = 9 ± 9 
 0, 9 0, 4c = 6 ± 0 
 
 
 
 
Respostas das Questões: 
 
a) Nota-se que o gráfico 1 apresenta características de uma função do 1º grau, 
que é uma reta. A relação entre a voltagem e a corrente obedece a Lei de 
Ohm, ou seja, a corrente que flui pelo resistor é proporcional à tensão e                          
inversamente proporcional ao valor de sua resistência. Os coeficientes da                    
reta do tipo são e . xy = a + b a = , 34 , 04 Ω0 8 ± 0 0 , 0 0, 4 Vb = 0 1 ± 0   
  
b) O gráfico 2 mais se caracteriza com uma curva polinomial. Logo, não há uma                            
relação linear entre a tensão e a corrente, já que a lâmpada possui um                            
filamento de tungstênio fazendo com que sua resistência seja variável com o                        
aumento da voltagem. Este gráfico contraria a Segunda Lei de Ohm.  
  
c) Resposta na página 9.  
  
d) O gráfico 3 não expressa linearidade, assim como não expressa totalmente o                        
formato de uma curva, o que significa que os valores de temperatura, em                          
relação a voltagem, variam com pouca linearidade.   
  
e) Resposta na página 10.  
  
f) De acordo com o gráfico 4, para a temperatura que corresponde a voltagem                          
máxima da lâmpada ( ), foi encontrado o valor de , que está       10V1             642, 5 C3 0 ∘      
próximo da temperatura de fusão do tungstênio ( ). 422 C3 ∘  
  
g) O resistor comercial obedece a Primeira Lei de Ohm, sendo ôhmico, já a                          
lâmpada, que possui variação de temperatura, não obedece a Primeira Lei de                        
Ohm, não tendo resistência constante, em outras palavras, não é ôhmico.  
  
 
11 
 
 
 
5. CONCLUSÃO 
 
 
Em suma, saber construir gráficos é essencial para ajudar a calcular diversas 
medidas, além de nos mostrar como é o comportamento das medidas e 
interpretá-las de uma forma facilitada. Ademais, aprendemos a calcular os devidos 
erros de medidas de aparelhos digitais e expressá-los da maneira correta. 
 
 
 
12

Continue navegando