A Força Elemotriz

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS

FORÇA ELEMOTRIZ

5. Goiânia – GO
6. OUTUBRO /2016

1. 1 INTRODUÇÃO

De acordo com Halliday (2006), força eletromotriz, geralmente denotada como ε, é a propriedade de um dispositivo, que tende a produzir corrente elétrica num circuito.

A força eletromotriz é uma grandeza escalar e não pode ser confundida com uma diferença de potencial elétrico (ddp), apesar de ambas terem a mesma unidade de medida, o V (Volt). A ddp entre dois pontos é o trabalho por unidade de carga que a força eletrostática realiza sobre uma carga que é transportada de um ponto até o outro, a ddp entre dois pontos independe do caminho ou trajeto que une um ponto ao outro. A força eletromotriz é o trabalho por unidade de carga que uma força não eletrostática realiza quando uma carga é transportada de um ponto a outro por um particular trajeto, isto é, a força eletromotriz, contrariamente da ddp, depende do caminho.

Todos os materiais exercem certa resistência, por menor que seja, ao fluxo de elétrons, o que provoca uma perda indesejada de energia. Com os geradores não é diferente, ou seja, enquanto a corrente passa do pólo negativo para o positivo há uma perda de energia devido à resistência interna do próprio dispositivo.

Assim sendo, a energia que chegará no resistor conectado ao gerador não será total, visto que, a ddp entre os terminais do gerador e os terminais do resistor serão diferentes. Não existem geradores cuja força eletromotriz seja igual a ddp do resistor, uma vez que todo e qualquer material exerce resistência.

A potência elétrica é uma grandeza que mede a rapidez com que a energia elétrica é transformada em outra forma de energia. Quando um gerador é percorrido por uma corrente elétrica ele transforma uma potência total (Pt), dissipa internamente, devido à resistência interna, uma parte dessa potência (Pd) e o restante lança no circuito sob a forma de potência útil (Pu).

Para um gerador real, o rendimento pode ser expresso em porcentagem e ele possui valor esperado dentro do intervalo 0<η<1. Por se tratar de um quociente de grandezas de mesma unidade, o rendimento é uma grandeza adimensional. Não pode ser igual a um, pois desse modo ele seria um gerador ideal, ou seja, teria resistência interna igual à zero.

OBJETIVOS

Este experimento tem como principal objetivo estudar o comportamento elétrico das fontes de força eletromotriz através da montagem de um circuito gerador de corrente elétrica (V) sobre o resistor de carga (R) e a corrente elétrica (I) que por ela circula quando o valor de R e variado, bem como a construção de um gráfico V x I com os dados obtidos das medições.

2 METODOLOGIA EXPERIMENTAL

Para a realização do experimento, foram utilizados os seguintes materiais: 1 fonte de tensão 0-30 V; 2 multímetros, 1 potenciômetro 470 Ω; 1 resistor 120 Ω 10 W; 6 cabos para conexão elétrica.

Primeiramente, foi montado o circuito conforme o esquema, utilizando como resistência variável um potenciômetro e Rp = 120 Ω, configurando o amperímetro na escala de 400 mA. Antes de ligar a fonte de tensão, o seletor de corrente foi ajustado para o valor máximo, o seletor de tensões para o valor mínimo, e o potenciômetro para o seu valor mínimo de resistência. Feito isso, foi aplicado uma tensão entre 8,0 e 10,0 V, a qual foi lida no voltímetro acoplado à fonte, e foi medida a corrente em ddp em R. Posteriormente, foram feitas as próximas medidas de corrente e tensão para valores crescentes de R, até seu valor máximo, e depois, foi calculado R () e P () para todos os pares de valores medidos para i e V. [pic 1][pic 2]

3 RESULTADOS E ANÁLISE DE DADOS

         

N	V ± ∆V (V)	i ± ∆i (mA)	R ± ∆R (Ώ)	P ± ∆P (mW)
1	0,0	0,0	-	0,0
2	4,578	0,038	120,474	0,174
3	4,320	0,041	105,366	0,177
4	3,986	0,044	90,591	0,175
5	3,800	0,045	84,44	0,171
6	3,252	0,050	65,050	0,163
7	3,014	0,052	57,962	0,157
8	2,752	0,054	50,963	0,149
9	2,530	0,056	45,179	0,142
10	2,241	0,058	38,638	0,130
11	2,049	0,060	34,150	0,123
12	1,812	0,062	29,226	0,112
13	1,262	0,066	19,121	0,083
14	0,930	0,069	13,478	0,064
15	0,754	0,071	10,620	0,054
16	0,511	0,073	7,000	0,037
17	0,268	0,075	3,573	0,025
18	0,011	0,077	0,143	0,001

ATIVIDADES

1. a) Faça o gráfico de V em função de i. Inicie o eixo das abscissas e das ordenadas em zero.