Prática 12 - Lei de Ohm1

7/24/2019 Prática 12 - Lei de Ohm1

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁDEPARTAMENTO DE FÍSICA

FÍSICA EXPERIMENTAL PARA ENGENHARIA

PRÁTICA 12: LEI DE OHM

Fortaleza - CearáFevereiro/2016



2

ÍNDICE

OBJETIVOS ............................................................................................................. 3

MATERIAIS ............................................................................................................. 3

PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS ................................................................ 3

QUESTIONÁRIO ..................................................................................................... 5

CONCLUSÃO .......................................................................................................... 7

BIBLIOGRAFIA ...................................................................................................... 7



3

OBJETIVOS

I. Verificar experimentalmente a lei de Ohm;II. Montar circuitos para determinar a resistência elétrica utilizando-se dos valores de tensão e

corrente;

III.

Distinguir condutores ôhmicos de não-ôhmicos.

MATERIAIS

I. Fonte de Tensão regulável;II. Resistores R 1 e R 2 (100 Ω/10 W e 180 Ω/1 W);

III. Resistências R 3 e R 4 (filamento de lâmpada);IV. Multímetro digital (dois);

V.

Cabos (Diversos);

PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

Medimos a resistência R 1 que possui valor nominal de 100 Ω/ 10W, então obtivemos o valorde 103,2 Ω.Mantendo a fonte de tensão desligada, montamos o circuito pedido utilizando e calculamos acorrente nominal máxima através de R 1, sabendo que a tensão máxima a ser aplicada deverá

ser de 14 V temos então que:Umax/R 1 = Imax Imax = 14/103,2 = 135,7 . 10-3 A = 135,7 mA

Sabendo que a corrente nominal máxima deve ser 135,7 mA decidimos utilizar a escala de200 mA durante o experimento.

Posicionamos a chave da fonte de tensão em 2 V, utilizando um voltímetro e um amperímetromedimos respectivamente a tensão e corrente efetivas, então repetimos o procedimentovariando os valores das tensões. Os valores obtidos seguem na tabela abaixo.

Tabela 12.1 – Resultados experimentais para R 1 Vnominal (Volt) Vefetiva (Volt) I (mA)

2 0,76 7,74 2,42 24,36 4,18 41,98 5,93 59,7

10 7,66 77,612 9,44 95,514 11,24 113,4



4

Medimos a resistência R 2, então obtivemos o valor de 180,5 Ω.Mantendo a fonte de tensão desligada, substituímos R 1 por R 2 no circuito montadoanteriormente e calculamos a corrente nominal máxima através de R 2, sabendo que a tensãomáxima a ser aplicada deverá ser de 14 V temos então que:Umax/R 1 = Imax

Imax = 14/180,5 = 77,6 . 10-3 A = 77,6 mA

Sabendo que a corrente nominal máxima deve ser 77,6 mA decidimos utilizar a escala de 200mA durante o experimento.

Repetimos o procedimento anterior para o resistor R 2. Os valores obtidos seguem na tabelaabaixo.


2 0,82 4,5

4 2,51 13,96 4,27 23,88 6,08 33,7

10 7,89 43,512 9,72 53,514 11,42 63,2

Substituímos R 2 pela resistência R 3 (filamento de lâmpada). Como não conhecemos o valor daresistência de R 3 não podemos calcular a corrente máxima que irá passar no filamento então

por precaução utilizamos inicialmente uma escala alta no amperímetro e caso fosse necessário

alternaríamos para uma escala menor.

Tabela 12.3 – Resultados experimentais para R 3Vnominal (Volt) Vefetiva (Volt) I (mA)

2 0,71 17,24 2,37 35,66 4,16 50,28 5,95 62,5

10 7,75 73,212 9,56 83,8

Notamos que a lâmpada acendeu ao aplicarmos uma tensão igual ou maior que 10 V.

Repetimos anterior para o resistor R 4. Os valores obtidos seguem na tabela abaixo.


2 0,92 1,084 2,65 2,076 4,43 2,618 6,27 3,09

10 8,07 3,5212 9,84 3,9314 11,77 4,26



5

QUESTIONÁRIO

1. Trace, em um mesmo gráfico, a tensão versus corrente elétrica para os dados das Tabelas12.1 e 12.2.

2. O que representa a declividade do gráfico da questão 1? Determine a declividade para oresistor R 1 e para o resistor R 2.

Pela fórmula R = U/I temos que a razão entre a tensão e a corrente é a resistência, logo arazão ΔU/ΔI representa a resistência.Resistência em R 1: ΔU/ΔI = (11,24-0,76)/(113,4.10-3 -7,7.10-3) = 99,1 Ω Resistência em R 2: ΔU/ΔI = (11,42-0,82)/(63,2.10-3 -4,5.10-3) = 180,6 Ω

3. Faça o gráfico da tensão versus a corrente elétrica para dados da Tabela 12.3.

0

2

4

6

8

10

12

14

0 20 40 60 80 100 120

T E N S Ã O (

V )

CORRENTE (mA)

TENSÃO VERSUS CORRENTE ELÉTRICA

RESISTOR R1

RESISTOR R2

0

2

4

6

8

10

12

0 20 40 60 80 100

T E N S Ã O (

V )

CORRENTE (mA)


RESISTOR R3(filamento)



6

4. Faça o gráfico da tensão versus a corrente elétrica para os dados da Tabela 12.4.

5. Determine pelo gráfico da questão 1 a intensidade da corrente que percorre o resistor R 1 quando o mesmo é submetido a uma tensão de 9,0 V. Repita para o resistor R 2.

Como o gráfico da questão 1 apresenta duas retas, temos que a resistência é constante em R 1 eR 2. Então: U1/I1 = U2/I2.

Para R 1: 2,42/24,3 = 9/IR1 => IR1 = 90,4 mA.Para R 2: 11,42/63,2 = 9/IR2 =9/> IR2 = 49,8 mA

6. Calcule a resistência da lâmpada, R 3, quando submetida às tensões de 2 V, 6 V e 12 V.

Para U = 2 V temos:R 2V = 0,71/(17,2.10-3) = 41,3 Ω.

Para U = 6 V temos:R 6V = 4,16/(50,2.10-3) = 82,9 Ω.

Para U = 12 V temos:R 12V = 9,56/(83,8.10-3) = 114,1 Ω.

7. Qual a resistência da lâmpada, R 3, quando submetida a uma corrente de 50 mA.

Constatamos que quando aplicada uma tensão de 6 V, a resistência é 82,9 Ω. e a corrente é50,2 mA. Considerando a variação de tensão insignificante temos então: R 1*I1 = R 2*I2.

82,9*50,2 = R*50 => R = 83,2 Ω

0

2

4

6

8

10

12

14

0 1 2 3 4 5

T E N S Ã O (

V )

CORRENTE (mA)


RESISTOR R4(filamento)



7

8. Qual a resistência do resistor R 4, quando submetida às tensões de 2 V, 6V e 12 V.

Para U = 2 V temos:R 2V = 0,92/(1,08.10-3) = 851,6 Ω.

Para U = 6 V temos:

R 6V = 4,43/(2,61.10-3) = 1697,3 Ω.

Para U = 12 V temos:R 12V = 9,84/(3,93.10-3) = 2503,8 Ω.

9. Classifique os resistores R 1, R 2, R 3 e R 4 como ôhmico ou não-ôhmico. Justifique.

Um resistor ôhmico tem resistência constante independente da tensão aplicada ou da correnteque o percorre, graficamente é denotado por uma reta no gráfico da tensão versus corrente.Com esses conceitos podemos classificar os resistores R 1 e R 2 como ôhmicos pois possuemgráficos formando uma reta o que implica que a resistência se mantêm constante, emcontrapartida temos R 3 e R 4 classificados como não-ôhmico por possuírem gráficos nãolineares e consequentemente resistências inconstantes.

CONCLUSÃO

Ao final deste experimento, concluímos que foi possível aprender como se relacionam tensão,

corrente e resistência em resistores ôhmicos e não-ôhmicos, com isso pudemos averiguar aconstância da resistência em resistores ôhmicos por meio de representação gráfica linear econsequentemente a não linearidade dos resistores não-ôhmicos. Constatamos por último queos valores obtidos, não correspondem perfeitamente ás equações utilizadas na teoria.Estes desvios experimentais acontecem por não levamos em conta as quedas de tensões,imperfeições dos resistores e dos instrumentos utilizados como Multímetro e cabos.

BIBLIOGRAFIA

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert. Fundamentos de física. Rio de Janeiro: LivrosTécnicos e Científicos, 1992.

DIAS, Nildo. Roteiro de aulas práticas de física. Fortaleza: UFC, 2015, 106 p.

Resistores, disponível em: <http://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrodinamica/resistores.php> acesso em: 12/01/2016.

Lei de Ohm, disponível em: < http://www.mundodaeletrica.com.br/lei-de-ohm/> acesso em:12/01/2016.

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