Experimento 2 – Resistência Elétrica e Lei de Ohm

Desejamos, neste experimento, entender a definição e realizar medidas acerca da importante grandeza

física denominada resistência elétrica. A partir desse conceito, analisaremos o comportamento de

componentes elétricos lineares e não lineares, verificando para o primeiro caso a chamada “Lei de Ohm”. Os

objetivos do presente experimento serão atingidos por meio do levantamento das curvas de carga de cada

dispositivo.

ATENÇÃO!!

É parte integrante do experimento a utilização de resistores de proteção para que os elementos estudados

não se danifiquem. Cada dispositivo possui uma potência nominal a ser dissipada e a potência entregue pela

fonte ao dispositivo não pode exceder apreciavelmente este valor. A resistência de proteção, por segurança,

deve sempre ser calculada a partir da tensão máxima que a fonte pode entregar. Leia os manuais acerca da

tensão máxima entregue pela fonte utilizada nos experimentos. Atenção também à correta ligação do diodo.

Observe a faixa de indicação de polaridade do dispositivo para as diferentes regiões de operação do

dispositivo (corte e condução).

MATERIAIS

• 1 fonte controlada de tensão/corrente.

• 2 multímetros;

• 1 lâmpada com Vmax=6,3 V e imax=150 mA.

• 1 resistor de 1KΩ, 0,25W.

• 1 diodo retificador de 1 A e 1V.

• 1 resistor de proteção.

• 2 potenciômetros de 0 a 100Ω.

1 – RESISTOR

Resistores são, por definição, dispositivos

passivos que apresentam uma resistência

constante, ou aproximadamente constante. Para

esses dispositivos, a corrente no dispositivo varia

de maneira constante com a tensão aplicada no

circuito e este dispositivo segue a Lei de Ohm.

Apesar de terem como única resposta a uma

aplicação de tensão a dissipação de energia por

efeito Joule, os resistores possuem inúmeras

aplicações na eletrônica moderna.

Monte o circuito conforme apresentado na

figura 1.

• Calcule a resistência de proteção necessária a

se manter a integridade do resistor e verifique se o

resistor de proteção utilizado é adequado.

Figura 1 : Resistor em malha simples.

• Varie a tensão fornecida pela fonte de -10V a

10V, medindo a cada valor a tensão VR nos

terminais do resistor.

• Para cada tensão medida, anote os valores de

corrente no circuito, relacionando-os em uma

tabela.

• Usando a definição de resistência, obtenha o

valor dessa grandeza para cada ponto medido.

• Faça o gráfico dos dados obtidos e obtenha a

resistência do dispositivo por meio de análise

gráfica. Lembre-se de que qualquer ajuste

realizado nos dados experimentais deve ter

fundamentação teórica.

2 – RESISTÊNCIA DE PROTEÇÃO

Os resistores de proteção são elementos passivos

cuja função é manter a corrente baixa o suficiente

para que a dissipação de potência no elemento em

estudo ocorra dentro dos limites adequados.

Monte o circuito da figura 2. Será utilizado um

voltímetro apenas, alternando-o nos terminais de

cada resistor.

• Para uma dada tensão positiva da fonte, meça

a corrente na malha.

• Meça sucessivamente a tensão em cada um

dos resistores.

• Calcule a potência dissipada em cada resistor.

Figura 2 - Resistor de proteção

• Compare esse valor com a potência entregue

pela fonte e com o valor de potência permitido

para o resistor R1.

• Leve em consideração o erro instrumental em

sua comparação.

• Repita o procedimento para um valor negativo

de tensão.

3 – LÂMPADA INCANDESCENTE

Lâmpadas incandescentes são compostas por um

filamento metálico cuja luminosidade é resultado

do aquecimento do filamento. A energia fornecida

pelo potencial elétrico é dissipada na forma de

calor e luz.

Monte o circuito da figura 3.

Figura 3: Circuito com lâmpada

• Conforme as especificações da lâmpada,

calcule o valor necessário da resistência de

proteção, lembrando-se do valor máximo de

tensão fornecido pela fonte.

• Utilize o ohmímetro para ajustar o

potenciômetro ao valor de resistência calculada.

Esse valor fixo será utilizado como resistência de

proteção.

• Varie a tensão fornecida pela fonte de -10V a

10V registrando, a cada valor, a tensão nos

terminais da lâmpada e a corrente no circuito.

• Represente, graficamente, os resultados

obtidos.

• Calcule o valor da resistência da lâmpada em

cada ponto.

• Compare a presente situação com aquela da

etapa 1.

4 – DIODO

Diodos são dispositivos não lineares criados a

partir da junção entre um semicondutor com

dopagem do tipo n e outro com dopagem do tipo

p. O equilíbrio entre difusão e deriva nesses

dispositivos da origem à chamada região de

depleção, onde não há carga livre. Dependendo da

polaridade a que é submetida, tal região aumenta

suas dimensões, impedindo a passagem de

corrente, ou diminui, possibilitando o fluxo.

Monte o circuito da figura 4.

Figura 4 - Circuito com diodo. Ao montar esse

circuito, atenção a polaridade do diodo.

• Conforme as especificações do diodo, calcule

o valor necessário da resistência de proteção tendo

em mente a tensão máxima fornecida pela fonte.

• Utilize o ohmímetro para ajustar o

potenciômetro ao valor de resistência calculada.

Esse valor fixo será utilizado como resistência de

proteção.

• O procedimento é análogo ao da etapa 1. Varie

a tensão aplicada pela fonte nos terminais do

diodo utilizando valores adequados. Sugere-se

uma varredura de sondagem para diferentes

valores de tensão, observando-se a corrente no

circuito, para só então escolher intervalos de

tensão aplicada que forneçam dados de interesse.

Nesta etapa disponha uma maior quantidade de

pontos para tensões positivas perto da origem do

gráfico de forma a visualizar melhor a curva.

• Esta curva de carga é usualmente invertida em

relação às demais, ou seja, deve-se fazer a curva V

vs. i.

• Estime a tensão de ativação do diodo,

definindo sua região de operação conforme a

tensão aplicada.