Relatório Lei de Ohm

[pic 1]

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE

DEPARTAMENTO DE FÍSICA (DFI)

FISI0153 -  LABORATÓRIO DE FÍSICA B (2018.1 - T14)

EXPERIMENTO 1: LEIS DE OHM

Grupo:

Érika Gabriella Ramos Monteiro

Filipe Menezes Sousa

Luã Victor dos Santos Cavalcante

Marília Santos Costa

Sabrina

São Cristóvão, SE

Maio 2018

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PROCEDIMENTO

Com o intuito de melhor compreender a Primeira e a Segunda Leis de Ohm, realizou-se um experimento no qual se utilizou dos seguintes materiais: fonte de tensão elétrica, cabos, multímetros, jumpers, placa de teste, LEDs, resistores, ponteiras, réguas e fios metálicos. O experimento foi dividido em duas partes: a primeira sendo referente à 1ª Lei de Ohm, e a segunda para a compreensão da 2ª Lei de Ohm.

• Parte 1: 1ª Lei de Ohm

Em primeira instância, foi montado o circuito, começando pela ponteira vermelha, seguido pelo LED, resistor, voltímetro, jumpers, amperímetro e ponteira azul, como mostrado na figura 1.

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Figura 1: Circuito montado. Fonte: autor.

Em seguida, aferiu-se o valor da resistência no resistor. Esse procedimento foi efetuado pelo professor, em quadro, durante a explicação do experimento.

Com o auxílio do voltímetro, foi medida a tensão no resistor e no LED, ao passo em que a tensão na fonte era alterada de acordo com a sugestão da tabela 1. É importante salientar que, inicialmente, a fonte foi definida de modo a apresentar o maior valor de corrente possível, enquanto a tensão estava zerada. O mesmo ocorreu para a verificação, com o auxílio do amperímetro, da corrente no circuito, que variou de acordo com a tensão da fonte. A escala utilizada foi a mais adequada para a obtenção de dados precisos.

O cálculo da resistência (R) nos materiais foi realizado pós experimento, baseado na razão da corrente (I) pela tensão (V), de acordo com a equação 1.

V = RI                                                                                                                   (1)

Essa relação provém da primeira lei de Ohm, a qual se utiliza desse cálculo para classificar os materiais em ôhmicos e não ôhmicos, sendo a resistência elétrica associada com o quanto esse material resiste à passagem de corrente elétrica.

• Parte 2: 2ª Lei de Ohm

Na parte 2 (dois) do referido experimento, utilizou-se dos preceitos da Segunda Lei de Ohm para estudar a resistência elétrica de condutores (fios metálicos) fixados a réguas de Constantan.

Inicialmente, mediu-se a resistência interna do multímetro - na função ohmímetro -, conectando-se as ponteiras e anotou-se na tabela 2 (dois). Essa parte foi demonstrada pelo professor, pois o grupo apresentou dúvidas na execução. A escala utilizada para medir a resistência foi de 200 Ω, a mesma utilizada em toda a etapa 2 (dois) do experimento.

Em seguida, em posse da régua de 0,40 mm, sabendo que o fio foi distribuído em quatro linhas na régua e que cada linha media 400 mm, aferiu-se os valores referentes a cada uma das medidas indicadas na tabela 2 (dois). O mesmo procedimento foi executado posteriormente, utilizando-se a régua Constantan de 0,20 mm e os valores de resistência aferidos também foram anotados na tabela 2 (dois).

Por fim, as resistências encontradas foram corrigidas subtraindo-se o valor da resistência interna do ohmímetro, pois os valores aferidos foram derivados da associação em série do equipamento com os fios. As medidas corrigidas foram anotadas e compõem a tabela 2.

A partir dos dados obtidos, para cada uma das réguas, foram construídos gráficos da resistência em função do comprimento, utilizando-se a ferramenta SciDavis. De acordo com o enunciado da Segunda Lei de Ohm, a resistência (R) elétrica de um condutor homogêneo de seção transversal constante depende das características geométricas do condutor. Sendo este valor diretamente proporcional ao comprimento () e inversamente proporcional à área da seção transversal (A). Ou seja,[pic 3]

                                                                                                    (2)[pic 4]

Onde  é a resistividade elétrica do material. É válido salientar que a resistividade é uma característica intrínseca de cada material e depende da temperatura. Além de poder classificar os materiais em condutores, semicondutores e isolantes. A tabela 3 (três) apresenta os valores das resistividades de alguns materiais.[pic 5]

Material	Resistividade elétrica (Ω.m)
Prata	1,47 x 10^-8
Cobre	1,72 x 10^-8
Ouro	2,44 x 10^-8
Alumínio	2,75 x 10^-8
Latão (Cu 60%, Zn 40%)	8,18 x 10^-8
Ferro	10 x 10^-8
Constantan (Cu 60%, Ni 40%)	49 x 10^-8

Tabela 3: Valores de resistividade elétrica, à temperatura ambiente. Fonte: apostila do experimento (alterado).

RESULTADOS E DISCUSSÕES

• 1ª Parte: 1ª Lei de Ohm

Os valores referentes a tensão no LED e resistor e a corrente encontram-se na tabela 1 abaixo.

Circuito com Resistor e LED
Resistência Medida do Resistor: (0,554     ±     1) kΩ
Tensão sugerida na Fonte	Tensão Medida no Resistor	[pic 6]	Tensão Medida no LED	[pic 7]	[pic 8]	[pic 9]	Resistência calculada do LED
(V)	(V)	(V)	(V)	(V)	(mA)	(mA)	(Ω)
0,5	0,00	0,01	0,42	0,01	0,00	0,01	8,00
1,0	0,00	0,01	0,98	0,01	0,00	0,01	2,00
1,1	0,00	0,01	1,03	0,01	0,00	0,01	7,00
1,2	0,00	0,01	1,13	0,01	0,00	0,01	7,00
1,3	0,00	0,01	1,22	0,01	0,00	0,01	8,00
1,4	0,00	0,01	1,33	0,01	0,00	0,01	7,00
1,5	0,00	0,01	1,41	0,01	0,00	0,01	9,00
1,6	0,00	0,01	1,53	0,01	0,01	0,01	7,00
1,7	0,00	0,01	1,60	0,01	0,02	0,01	10,00
1,8	0,06	0,01	1,70	0,01	0,14	0,01	10,00
1,9	0,10	0,01	1,71	0,01	0,21	0,01	19,00
2,0	0,17	0,01	1,74	0,01	0,34	0,01	26,00
3,0	1,06	0,01	1,85	0,01	2,01	0,01	115,00
4,0	2,00	0,01	1,91	0,01	3,74	0,01	209,00
5,0	2,98	0,01	1,95	0,01	5,39	0,01	305,00

Tabela 1: Dados coletados na atividade prática sobre a 1ª lei de Ohm.