Universidade Federal do Piauí - UFPI Centro de Ciências da Natureza - CCN Departamento de Física - DF

Disciplina: Física Experimental Ii/Q

Teresina-PI Agosto-2010

INTRODUÇÃO 05 OBJETIVOS 07 MATERIAIS E COMPONENTES, MÉTODOS E MEDIDAS 08 MATERIAIS E EQUIPAMENTOS 08 PROCEDIMENTO E MEDIDAS 08 RESULTADOS E DISCUSSÕES 10 REFERÊNCIAS 14

Foram realizados cinco experimentos simples e básicos, sobre conexões e tipos de resistores, no intuito de compreender os conceitos de tensão, corrente e resistência e também aprender sobre s leis que regem esses conceitos, como a lei de Kirchhoff, bem como o uso de Multímetro (Amperímetro, Voltímetro e Ohmímetro).

O estudo das cargas elétricas em movimento diz respeito ao estudo da corrente elétrica. Existem muitos exemplos de correntes elétricas em abundância na natureza, desde os relâmpagos até as correntes nervosas. Embora uma corrente seja um fluxo de cargas em movimento, nem todas as cargas em movimento constituem uma corrente elétrica. Pela equação i = dq/dt pode-se definir a corrente e o Ampère é a unidade básica da corrente elétrica no SI, ou seja, 1 A equivale a 1 C s-1 (HALLIDAY e RESNICK, 1996).

Quando se aplica uma diferença de potencial entre os extremos de duas barras geometricamente iguais, uma de cobre e outra de vidro vê-se que as correntes resultantes são muito diferentes esta é uma característica particular do condutor vista neste caso e se chama resistência. Logo por definição a resistência é R = V/i e sua unidade básica no SI é o Ohm (Ω) ou Volt por Ampère (V A-1). Um condutor cuja função em um circuito é fornecer uma resistência especifica chama-se de resistor, logo significa que ele tem a mesma resistência quer a polaridade e os valores da diferença de potencial aplicados variem (HALLIDAY e RESNICK, 1996).

A Lei de Ohm, assim designada em homenagem ao seu formulador Georg

Simon Ohm, indica que a diferença de potencial (V) entre dois pontos de um condutor é proporcional à corrente elétrica (I). Quando essa lei é verdadeira em um determinado resistor, este se denomina resistor ôhmico ou linear. A resistência de um dispositivo condutor é dada pela fórmula:

Onde:

V é a diferença de potencial elétrico (ou tensão, ou ddp) medida em Volts; R é a resistência elétrica do circuito medida em Ohms; I é a intensidade da corrente elétrica medida em Ampères.

E não depende da natureza de tal: ela é válida para todos os resistores. Entretanto,quando um dispositivo condutor obedece à Lei de Ohm, a diferença de potencial é proporcional à corrente elétrica aplicada, isto é, a resistência é independente da diferença de potencial ou da corrente selecionada. Dizem-se, em nível atômico, que um material (que constitui os dispositivos condutores) obedece à Lei de Ohm quando sua resistividade é independente do campo elétrico aplicado ou da densidade de corrente escolhida. A potência P, em Watts, dissipada num resistor, na presunção de que os sentidos da corrente e da tensão são aqueles assinalados na figura, é dada por:

As Leis de Kirchhoff são assim denominadas em homenagem ao físico alemão Gustav Kirchhoff (1824 - 1887). Formuladas em 1845, estas leis são baseadas no Princípio da Conservação da Energia, no Princípio de Conservação da Carga Elétrica e no fato de que o potencial elétrico tem o valor original após qualquer percurso em uma trajetória fechada (sistema não-dissipativo).

As leis de Kirchhoff são enunciadas de duas formas: 1ª) A soma algébrica das correntes aferentes a um nó qualquer de uma rede de dipolos (circuitos) é nula; 2ª) As somas algébricas das tensões medidas ordenadamente nos ramos de uma malha (circuitos) são nulas, permitem determinar o valor da corrente e seu sentido em todos os componentes de um circuito, permitindo assim, que o seu funcionamento seja entendido (MÁXIMO E ALVARENGA, 2005).

Estudar as leis de Ohm e de Kirchhoff, por meio de experimentos simples envolvendo correntes elétricas continuas explicar as leis de Ohm e de Kirchhoff, construir gráficos para tensão e corrente.

MATERIAIS E EQUIPAMENTOS Multímetro;

Personal Computer Windows XP (PC);

Microcal Origin 5.0;

Placa de Protótipo;

Fonte de tensão 12 V DC e 1.5 V DC;

Resistores 2.7 KΩ, 4.7 KΩ, 470 Ω e 1 KΩ;

Potenciômetro 1KΩ;

Conectores.

1. Fez-se a montagem do circuito com a bateria (Fonte de tensão 12 V DC), o resistor fixo (1 KΩ) e o reostato (1KΩ) conectados em série.

2. Variou-se a resistência do reostato R (1 KΩ);

3. Obteve-se o gráfico de V (tensão) vs. I (corrente).

1. Fez-se a montagem do circuito com os resistores de 2.7 KΩ (R1) e 4.7

KΩ(R2), com reostatos de 470 Ω (R3) e 1KΩ (R4) com uma bateria de 12 V DC em paralelo;

2. Avaliaram-se as tensões VR1, VR2, VR3, VR4 em R1, R2, R3 e R4

3. Avaliou-se as correntes IR1, IR2, IR3, IR4 em R1, R2, R3 e R4

4. Avaliaram-se as corrente IR1 e a soma IR4 + IR2

5. Avaliaram-se as correntes IR2 e IR3

6. Avaliaram-se as VR2+VR3 e VR4

7. Avaliaram-se as tensões VR1+VR2+VR3 e na fonte

1. Fez-se a montagem do circuito com resistores R1 = 470 Ω e R2 = 1KΩ uma bateria (V2) 12 V DC e uma pilha (V1) 1.5 V DC;

2. Avaliou-se a queda de tensão em cada resistor

Tabela 1: resultados obtidos para tensão (V) e corrente (I).

O resistor usado no experimento pôde-ser considerado ôhmico, pois se comportou de forma linear.

O que era esperado e por quê?

Resposta = Esperava-se que a medida diminuísse a voltagem aumentando a corrente, sendo assim inversamente proporcional.

O que pôde-se observar?

Resposta = A medida que diminuiu a voltagem também diminuiu a corrente, ou seja, são diretamente proporcionais.

Análise

Para cada conjunto de dados comparou-se o resultado medido com o cálculo efetuado; verificou-se a validade das regras de Kirchhoff.

Análise

Comparou-se o resultado medido com o cálculo efetuado e verificou-se a validade das regras de Kirchhoff.

HALLIDAY, D., RESNICK, R. e WALKER, J. Fundamentos de Física, vol. 3, 4a ed., LTC, 1996.

MÁXIMO, A.; ALVARENGA, B. Física: de olho no mundo do trabalho. 1. ed. São Paulo: Editora Scipione, 2005.

WIKIPEDIA. Lei de Kirchhoff. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Leis_de_Kirchhoff>. Acessado em 26 de setembro de 2010.

WIKIPEDIA. Lei de Ohm. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Ohm>. Acesso em 26 de setembro de 2010.

Comentários