terça-feira, 8 de novembro de 2011

LABORATÓRIO - 1ª LEI DE OHM





Alunos: Kelvin Hamilton, Laina Lima, Lorayka Feitosa, Mariana Barbosa e Thamiris Dias.
Professor: Dielson
Turma: 88132
Disciplina: Física


Entendendo melhor  a 1ª Lei de Ohm e Resistores não Ôhmicos

Estes experimentos que a seguir serão apresentados nos ajudam a entender melhor as características da 1ª Lei de Ohm, do circuito série, dos resistores, identificar resistores ôhmicos e não ôhmicos e a partir da coleta de dados analisar como seriam seus respectivos gráficos.

1ª Lei de Ohm

Para montagem ultilizamos os seguintes materiais:

 


Fig.1 Chave (liga e desliga)

Fig.2 Painel acrílico para associação de resistores





























Fig.3 Fonte CC regulável


















Fig.4 conexão com Lâmpada 12V/21W 














 Fig.5 Multiteste
Fig.6 Conexões de fios

















Fig.7 Galvanômetro 


















Nessa I experimento falaremos sobre a primeira lei de Ohm. Utilizamos os seguintes equipamentos:
Fonte CC regulável (fig.3), Painel acrílico para associação de resistores (fig.2), Chave (liga e desliga. Fig.1), Galvanômetro (fig.7),Conexões de fios  (fig.6).                           
Do negativo da  fonte de alimentação em corrente contínua ligamos com o negativo da chave liga-desliga do seu positivo ligamos na entrada do resistor R1  da  sua saída para o ponto comum do Galvanômetro e do seu  ponto de medida de corrente na escala de miliamperes  para o positivo da fonte do gerador CC. 





Montagem do I experimento




Quando invertemos os conectores do galvanômetro, invertemos a sua polaridade de alimentação e ele passa a ler um valores negativos, caso o galvanômetro utilizado não tivesse a escala apropriada e se utilizasse do ponteiro para indicar o valor lido, poderíamos danificar a sua parte mecânica já que iria procurar uma escala abaixo de zero e não iria encontrar, portanto se ao montarmos o circuito tivermos utilizando um intrumento desse tipo devemos colocar-lo sempre com a polaridade direta.


Tabela I


Gráfico I




Em conformidade com a 1 ª  Lei de Ohm, cujo enunciado diz que a intensidade de corrente  que circula por um condutor é a cada instante proporcional a diferença de potencial aplicada e como vimos nos valores da tabela que nos mostra que aumentado a diferença de potencial, necessitamos de um maior fluxo de corrente para manter a proporcionalidade entre eles e assim os valores de resistência serão constantes, e ao desenharmos o gráfico  VxI encontraremos uma reta linear caracterizando assim um resistor ôhmico. Chamamos de condutores lineares ou ôhmicos aqueles que obedecem à Lei de Ohm, ou seja, aqueles em que a relação V/i é constante. Materiais como os metais, na sua maioria, são resistores ôhmicos, quando mantemos a temperatura constante. Representando no gráfico 1 a variação de intensidade da corrente elétrica em função da tensão (ddp), teremos a curva característica de um condutor ôhmico, que é uma reta oblíqua passando pela origem. Isso indica que a corrente sendo diretamente proporcional a diferença de potencial aplicada, caracterizando uma constante, essa constante é chamada de resistência.



II Experimento
Identificação de um Resistor não Ôhmico





Montagem do II experimento.
























Tabela II



Gráfico II



Diferente da primeira parte do experimento esse, como pode ser observados nos dados obtidos através de medição da corrente e dos valores calculados da resistência este circuito não se comporta de acordo com a primeira lei de ohm, e modificando-se o valor da voltagem aplicada em um condutor a sua resistência também muda logo ao esboçarmos o gráfico VxI no início encontraremos uma reta linear mas em determinado ponto ele tende a ser curvilíneo desta maneira podemos afirmar que a resistência fornecida a lâmpada não é ôhmica.
Logo se pode concluir que no gráfico 2,  essa relação de tensão e corrente não vai ser mais constante, ou seja, a resistência não é constante, caracterizando um resistor do tipo não ôhmico cuja a reta do gráfico não vai ser oblíqua.




Referências:

Foto tirada do celular Mariana Barbosa. E vídeo também.
Complementos:


segunda-feira, 7 de novembro de 2011

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

EXPERIMENTO 1
Lei de Ohm
Para realização desse primeiro experimento, foram utilizados os seguintes materiais:
figura 1
figura 2 
Painel acrílico para associação de resistores (1)   Fonte de alimentação CC regulável (2)

figura 3
Figura 4
    Galvanômetro  100 - 0 - 100 mA (3)                               Chave liga-desliga (4)

Figura 5


     










Quatro conexões de fios com pino de pressão(5)

Com esses materiais montamos o circuito ilustrado na imagem abaixo:


Lembrando que a chave liga-desliga nesse momento inicial deve permanecer desligada e em nenhum momento a fonte de alimentação deve ser usada para comandar o circuito, para tal função deve ser usada a chave liga-desliga.
Montando o circuito ele ficará como mostrado na imagem abaixo.


Então, com o circuito já montado ligamos a fonte de alimentação e confirmamos se ela estava regulada para o valor de 0 V, a partir daí iniciamos os testes. Depois de montado o circuito, ou até mesmo pela imagem que mostra a ilustração de como será montado o circuito, fica evidente que a associação existente entre a chave liga-desliga, resistor e o amperímetro são serie, para tal afirmação também trocamos o amperímetro, que estava conectado em serie, para outras posições no circuito e ficou confirmado que a corrente era igual em todos os pontos do circuito, que é a principal característica do circuito serie.
No momento em que a chave foi ligada o amperímetro mediu  uma corrente de 30 mA, mas como o miliamperímetro usado possuía o zero no meio da escala, tendo desse modo valores negativos e positivos. Então mudamos a ordem dos pinos que estavam conectados ao miliamperímetro e desse modo obtemos -30 mA. Isso aconteceu porque a polaridade ( negativo e positivo) foram trocadas, se por acaso estivéssemos usando um modelo standard, isto é, com zero à esquerda do painel e tivéssemos invertido a polaridade, o miliampeímetro poderia ter sido danificado.
Depois regulamos os valores da fonte de 1 V até 3 V e fizemos a seguinte tabela:
DDP (x)
Intensidade de corrente (y)
Calcular: R= Vab/Iab

1,0 V
10 mA
100 Ω

1,5 V
15 mA
100 Ω

2,0 V
20 mA
100 Ω

2,5 V
25 mA
100 Ω

3,0 V
30 mA
100 Ω


Com essas informações construímos um gráfico tensão versus corrente, que como pode ser vista abaixo é composto por uma reta, pois se trata de uma função afim.

             A partir disso fica provado que a tensão e a corrente são diretamente proporcionais, ou seja quanto maior a tensão maior será a corrente. Com a tabela também podemos perceber que a resistência é diretamente proporcional a tensão e inversamente proporcional a corrente. É só observar a relação da Lei de Ohm:
                                   U=R/I
Portanto, um resistor ôhmico possui a característica de manter a sua resistência constante e o não ôhmico não possui essa característica.



Experimento 2
Identificação de um resistor não ôhmico
                  
O objetivo desse experimento é desenvolver habilidade no manuseiu um voltímetro e amperímetro. Para tal experimento utilizamos:
·         Uma fonte CC regulável (2);
·         Um painel acrílico para associação de resistores(1);
·         Uma conexão com lâmpada 12V/ 21W e pinos de pressão (3);
·         Uma chave liga-desliga(4);
·         Quatro conexões de fios com pinos banana;
·         Um multiteste com fundo de escala próximo a 3 A CC(5)

Com esses materiais montamos o circuito abaixo, lembrando que a chave liga-desliga deve ser mantida desligada.

A única diferente existente entre esse experimento e ao anterior é a presença de uma lâmpada de 12 V conectada em serie com os demais equipamentos.
Depois de montado o circuito ligamos a chave e energizando o circuito, e a partir disso regulamos a tensão da fonte de volt em volt, como é mostrado na tabela abaixo:
DDP
Intensidade de corrente
R= V/i ( em Ohm)
0 V
0 A
0 Ω
1 V
1,16 A
0,86 Ω
2 V
1,54 A
1,30 Ω
3 V
1,85 A
1,62 Ω
4 V
2,14 A
1,87 Ω
5 V
2,40 A
2,08 Ω
6 V
2,62 A
2,30 Ω

No experimento anterior percebemos que a tensão aplicada era proporcional a corrente e como consequencia disso tínhamos um valor de resistência constante. Já nesse segundo experimento podemos perceber que a medida que a tensão e a corrente aumenta o valor da resistência também irá variar, caracterizando assim um resisto não ôhmico.


Referências:
·         Todas as imagens foram coletadas do celular da componente Fernanda;
·         Utilizamos também o material cedido pelo professor para a realização dos experimentos;
·       Sites:


                               Grupo: Ariela Matos, Felipe Bomfim, Fernanda Figueredo e Julianna Maia