terça-feira, 9 de agosto de 2011

RELATÓRIO EXPERIMENTAL



Alunos: Jamerson Araújo, Nillis Nery e Sara Cristian
Turma: Eletrotécnica, 3º ano.
Professor: Dielson H.


I° EXPERIMENTO- LEI DE OHM
      Este experimento tem como objetivo determinar a relação entre a diferença de potencial (ddp) aplicada aos extremos de um resistor e a intensidade de corrente que circula pelo mesmo. Além da construção da curva característica de um resistor com os dados obtidos. Para isso foi necessário a utilização de um painel acrílico para associações de resistores Amorim (1), uma fonte de alimentação CC regulável (2), um galvanômetro 100-1-100 mA (3), uma chave liga-desliga (ou chave inversora CC com 3 posições) (4) e quatro conexões de fios com pinos de pressão. Observe as figuras abaixo que mostram o esquema de montagem do circuito e os materiais utilizados:
Figura 01- Esquema de Montagem



Figura 02- Materiais


Antes de iniciarmos a montagem do circuito foi necessário verificar se a tensão da rede local confere com a indicada na chave seletora da fonte de alimentação. Ao analisarmos a tensão da chave, observamos que era de 220 V e então plugamos na tomada de rede de 220 V. Então, iniciamos a montagem do circuito, conforme o esquema de montagem cedido pelo professor no material do experimento, mantendo a chave desligada e observando a polaridade do miliamperímetro.
Feito isso nós ligamos a fonte de alimentação, regulamos para 3 VCC, confirmamos se a tensão está regulada para 0 VCC e iniciamos os testes iniciais. É importante destacar que o comando dos circuitos deve ser feito através da chave liga-desliga e não pela chave da fonte. Durante a montagem do circuito, o resistor que nós estávamos realizando queimou, nós diagnosticamos o circuito e não encontramos nenhuma ligação “estranha” que provocasse a queima do resistor. Então concluímos que o resistor já estava perto de queimar, talvez devido o uso feito na prática realizada pelo grupo anterior. Assim, observamos que se regulássemos a fonte de tensão para mais de 3VCC, o resistor poderia queimar.
Realizada a montagem, confirmamos que a associação elétrica existente entre a chave liga-desliga, o resistor e o amperímetro eram em série. Então, para confirmar está acusação, nós colocamos o amperímetro conectado em série em vários lugares do circuito e percebemos que a corrente era a mesma, comprovando a característica principal de uma associação em série. Quando ligamos a chave auxiliar, vimos que o amperímetro estava medindo 30 A.

Características do resistor conectado em série: Resistor de 100 ohms.

- Marrom
- Preto
- Marrom
- Dourado (+/- 5%)
Como pedido no material, nós desligamos o circuito através da chave e trocamos a posição dos pinos X e Y conectados ao miliamperímetro. Depois ao ligarmos novamente a chave auxiliar, observamos que o amperímetro estava medindo (-30 A). Observe a figura abaixo:

Figura 03
 
Figura 04

Se prestarmos atenção, o amperímetro estava medindo um valor negativo, o que nos deixou bastante intrigado. Então observamos que essa leitura do valor só foi possível, pois estávamos trabalhando com um amperímetro de modelo especial, ou seja, que possui o zero no meio da escala (como visto na imagem acima), por isso foi possível ler o valor negativo. Se fosse outro tipo de instrumento, como por exemplo, um modelo standart, isto é, com o zero à esquerda do painel e tivéssemos ligado com a polaridade invertida ele iria mostra a leitura no valor mínimo da escala, ou seja, zero.
Observe que: sempre que ligarmos um medidor de corrente (amperímetro, miliamperímetro, etc.) a um circuito de corrente continua, devemos ligar em série.
Regulamos a fonte de alimentação para 1VCC e o amperímetro mediu 10A. Colocamos esse primeiro valor na tabela.  Assim, fomos regulando de 0,5 volts em 0,5 volts entre 1VCC a 3VCC e então fomos completando a tabela com os valores lidos e fizemos o gráfico com os valores de tensão versus corrente como mostrado na figura abaixo:
Figura 05
A figura geométrica gerada no gráfico é uma reta. Isso prova que a tensão e a corrente são diretamente proporcionais. Quanto maior for o valor da tensão, maior também será o valor da corrente.
Com a lei de ohm (R=V/I) nós encontramos o valor da resistência para cada valor de tensão e corrente. Observe a tabela abaixo:
Figura 06

De acordo com a lei de Ohm, os resistores em que a diferença de potencial (V) aplicado é proporcional a corrente elétrica são chamados de resistores ôhmicos. Nesse tipo de resistor, os valores da resistência calculada para cada valor de tensão e corrente são constantes, como visto na tabela acima, e a unidade, segundo o sistema internacional (SI), é o Ohm dado pela letra grega (Ômega) em maiúsculo (Ω).
Assim Ohm concluiu que:

“Mantendo-se a temperatura de um resistor constante, a diferença de potencial aplicada nos seus extremos é diretamente proporcional à intensidade da corrente elétrica”.


Portanto, condutores que mantém sua resistência constante são chamados de resistores ôhmicos, e aqueles condutores que tem a sua resistência variante são chamados de resistores não ôhmicos. Neste experimento, nós aprendemos a identificar um resistor ôhmico, e no próximo experimento vamos aprender a identificar um resistor não ôhmico.


II° EXPERIMENTO- IDENTIFICAÇÃO DE UM RESISTOR NÃO ÔHMICO
Este segundo experimento tem como objetivo o manuseio do voltímetro e o amperímetro que são partes integrantes de um multiteste, o manuseio do amperímetro e do voltímetro de modelo standart e a construção da curva característica de um resistor não ôhmico. Para isso foi necessário à utilização de alguns materiais: um painel acrílico para associações de resistores (1), uma fonte CC regulável (2), uma conexão com lâmpada 12 V/21 W e pinos de pressão (3), uma chave liga-desliga (ou chave inversora com 3 posições) (4), 4 conexões de fios com pinos banana e um multiteste com fundo de escala próximo a 3 A CC (5). Observe as imagens abaixo que mostra o esquema de montagem do circuito e os materiais utilizados:

Figura 07

Figura 08

Observe que, diferente do experimento I, nesse circuito nós utilizamos uma lâmpada de 12 v conectada em série com os instrumentos. Assim, montamos o circuito, mantendo a chave auxiliar desligada, ligamos a fonte de alimentação e a regulamos para zero volt.
Ligamos a chave auxiliar e elevamos a tensão da fonte de volt em volt completando a tabela mostrada abaixo:
Figura 09
È importante destacar nessa tabela que, ao aumentarmos o valor da tensão de volt em volt, apenas quando chegou a 5 volts e 1,10 ampère a lâmpada de 12 V acendeu, porém com brilho fraco. À medida que íamos aumentando a tensão, agora a partir do valor de 5 V, o brilho da lâmpada ia aumentando cada vez mais até chegar a 12V e o brilho estivesse bem forte. Abaixo segue o gráfico característico da Tensão versus Corrente da lâmpada realizado a partir dos valores obtidos na tabela mostrada acima.

Figura10
Figura11
Figura12

 No gráfico de um resistor ôhmico, nós observamos que a diferença de potencial (V) aplicada era proporcional a corrente (I), e a resistência (U) era constante. Já nesse gráfico e de acordo com a tabela, vemos que o valor da resistência aumenta à medida que aumentamos a tensão e variamos a corrente, por isso o caracterizamos como um resistor não ôhmico por possuir a característica de resistência variante. É importante destacar também que a figura geométrica vista nesse gráfico é não linear, pois a resistência varia de acordo com a temperatura. Observe a tabela abaixo:
Figura13


Referências: Todas as Figuras foram coletadas pela equipe através do celular do componente Jamerson Araújo; 
- Utilizamos também o material de apoio e orientação do experimento cedido pelo professor.

Sites visitados: 
  • http://educacao.uol.com.br/fisica/ult1700u46.jhtm
  • http://www.brasilescola.com/fisica/a-lei-ohm.htm
  • http://www.angelfire.com/ok/raphaelm/eletricidade.html