UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA

FACULDADE DE ENGENHARIA ELÉTRICA

GEE008: Eletricidade e Magnetismo.

Professor: Airton Natanael Coelho Dias.

Turma: UE.

PRÁTICA 4:

LEI DE OHM.

Equipe:

Uberlândia

19 de abril de 2012.

Índice:

  1. Objetivo ................................................................................. 03

  2. Materiais empregados .......................................................... 03

  3. Procedimentos e resultados ................................................. 04

  4. Conclusão ........................................................................... 12

  5. Referência bibliográfica ....................................................... 13

  1. Objetivo:

Verificar a lei de Ohm através de medidas tensão x corrente, estudar resistores ôhmicos e não-ôhmicos e utilizar o código de cores.

  1. Materiais empregados:

  • Fonte simétrica de ± 12,0 V;

  • Multímetros digitais;

  • Reostato;

  • Resistor;

  • Fios de ligação;

  • Nitrogênio líquido.

  1. Procedimentos e resultados:

A prática foi dividida em dois experimentos, sendo o primeiro realizado com um resistor ôhmico e o segundo com um resistor não-ôhmico (lâmpada).

  • Experimento 1: resistor ôhmico.

Montou-se um circuito como o esquematizado na Figura 1, utilizando voltímetro e amperímetro digitais.

Figura : Circuito com o resistor.

(C) Utilizando a tabela 1 (código de cores para resistores), determinamos a resistência do resistor mostrado na Figura 2, encontrando um valor de 33 Ω com tolerância de ± 5%.

Tabela 1: código de cores.

Figura 2: Representação do resistor utilizado no circuito.

Nesse experimento comparamos a resistividade do resistor à temperatura ambiente e a temperatura de 77K (utilizando nitrogênio líquido). Para cada temperatura utilizamos dez valores de tensão.

Em cada caso foi construído um gráfico que relaciona a corrente medida em função da tensão elétrica. Para a temperatura ambiente, comparou-se a resistência obtida pelo gráfico com a resistência obtida através da tabela de cores. Já para a temperatura de 77K analisamos a natureza do material do resistor (condutor ou isolante).

(A)

Gráfico 1: corrente x tensão para o resistor em temperatura ambiente.

Gráfico 2: corrente x tensão para o resistor à temperatura de 77K.

Gráfico 3: comparação do gráfico para o resistor à temperatura ambiente e à 77K.

Através do gráfico 1 observamos que se trata de um resistor ôhmico, pois a lei de Ohm diz que para alguns materiais, ditos materiais ôhmicos, a razão entre V e é constante e igual a e dessa forma, o gráfico de em função de V é linear (reta).

Analisando os pontos do gráfico temos que a resistência encontrada na prática é dada por:

(B)

Comparando com o valor encontrado teoricamente através do código de cores temos um erro de 0,01%, que pode ser explicado pela faixa de tolerância do resistor.

Analisando o gráfico 3, descobrimos que o resistor é feito de material isolante, já que a reta do gráfico à temperatura ambiente se encontra acima da reta do gráfico a temperatura de 77K.

(D) Para o calculo do α, utilizamos a fórmula:

ρ = ρ0 [1+α(t-t0)]

Mas:

R = (ρ x l) / A e R0 = (ρ0 x l) / A

Então:

ρ = (R x A) / l e ρ0 = (R0 x A) / l

Assim:

(R x A) / l = { R0 x A x [1+α(t-t0) ] } / l

Desenvolvendo os cálculos encontramos:

α = - 0,0026

  • Experimento 2: resistor não-ôhmico.

Nesse experimento substituímos o resistor do experimento anterior por uma lâmpada, como mostra a figura 3.

Figura 3:circuito com a lâmpada.

Assim como no experimento anterior, utilizamos dez valores de tensão elétrica encontrando as respectivas correntes para cada valor, a fim de encontrar a resistência elétrica correspondente.

A partir desses dados construímos o gráfico a seguir:

(A)

Gráfico 4: corrente x tensão para a lâmpada.

Como obtemos uma curva, concluímos que a lâmpada é um resistor não-ôhmico . Resistores não-ôhmicos são aqueles em que a resistência depende da tensão elétrica.

  1. Conclusão:

(A) O comportamento dos gráficos construídos, nos mostra que para um resistor ôhmico a lei de Ohm é comprovada, já que a corrente que atravessa o sistema é sempre diretamente proporcional à diferença de potencial aplicada, por isso temos um gráfico linear. Já para um resistor não-ôhmico (lâmpada) observamos que a relação não é linear, pois a resistência depende da tensão aplicada ao circuito.

A mudança de temperatura do resistor ocasionou a variação da resistência. Na temperatura ambiente, a resistência apresentou um valor menor quando comparado a temperatura de 77 K, como pode ser observado ao analisar os gráficos.

(B) Ao inserirmos o resistor no nitrogênio líquido, observamos um aumento de sua resistência. A partir disso, concluímos que o resistor comporta-se como um semicondutor.

.

  1. Referências bibliográficas:

HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física 3 – Eletromagnetismo. 4. ed. Rio de Janeiro: LTC, 1983.

TIPLER, P. A.; MOSCA, G. Física para cientistas e engenheiros: Eletricidade & Magnetismo e Ótica. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC.

Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Medidas de Resistências com a Ponte de Wheatstone. Disponível em: < http://pt.scribd.com/dayanna_silva_4/d/59088879-Experiencia-02-Curvas-Caracteristicas-de-Resistores-1 > Acessado em: 24/04/2012.

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