Análise da resistividade de materiais

Análise da resistividade de materiais

Wanderley de Souza Espindola Junior

Autor 2

Autor 3

Relatório científico da disciplina Física Experimental III

Experimento E2: “Resistividade”

Vitória, 20 de Setembro de 2019

1. Resumo

 Foi realizada a determinação prática da relação entre resistência elétrica e resistividade elétrica delimitando suas diferenças tendo como objeto de análise um fio metálico de constantan. Por meio da medida direta da resistência usando um multímetro digital e uma régua, foi possível verificar que a resistência elétrica é uma grandeza que depende da geometria do dispositivo pois é crescente de acordo com o aumento do comprimento do fio, e também avaliar que a resistividade,  por outro lado, é uma  propriedade inerente do material.

Discutiu-se a linearidade do gráfico entre resistência e comprimento do fio, em que se pôde obter a resistividade do material. Além disso observou-se a interferência dos instrumentos de medição, em que foi visto o cálculo de suas incertezas, e a influência de cabos e conectores de diferentes materiais no fenômeno observado. Por fim, foi possível determinar a resistividade do material com boa precisão em relação à literatura.

1. Introdução

Em circuitos elétricos, muitas vezes é necessário que haja a limitação da corrente elétrica que chega a um determinado componente. Em outros circuitos, o objetivo é gerar potência. Para ambos os casos, uma boa opção são os resistores.

Resistores são condutores que apresentam resistência à passagem de corrente elétrica, e de acordo com sua geometria e com o tipo de material essa resistência pode ser maior ou menor. O tipo de material com que é feito o resistor determina sua resistividade, fator este que só depende de sua composição química, ao passo que a geometria determina a resistência do dispositivo.

No experimento realizado, buscou-se determinar a resistividade da liga metálica constantan e, além disso, demonstrar que obedece a lei de Ohm. Sabendo que em um dispositivo ôhmico, pode-se relacionar a resistência R com a resistividade ρ através da expressão

[pic 2]

(2.1)

onde L é o comprimento do dispositivo e A a área de sua seção reta, espera-se obter uma reta no gráfico resistência em função do comprimento do fio em que o coeficiente angular m será

.[pic 3]

(2.2)

Pretende-se, portanto, medir diretamente a resistência de um fio de constantan que possua mesma seção reta em toda sua extensão para diferentes comprimentos e após obter o valor da resistividade.

Será possível também observar que a reta obtida não necessariamente passará pela origem visto que os equipamentos de medidas, fios e conectores possuem suas próprias resistências, fato que causará um provável deslocamento em relação à origem. Entretanto esse deslocamento não influenciará no coeficiente angular da reta e, portanto, não influenciará o cálculo da resistividade.

1. Procedimento experimental

3.1 Materiais necessários

Para a realização do experimento foi utilizada uma régua graduada em centímetros e milímetros presa a uma base de madeira maior que o comprimento da régua. Na mesma base e paralelamente à régua, esticou-se um fio de constantan de comprimento superior ao da régua, fixo entre as extremidades da base de madeira. De um lado, o fio foi fixado a uma placa de alumínio parafusada na madeira e no outro extremo estava parafusado diretamente na madeira. Lembra-se também que o zero da régua não estava alinhado com a extremidade inicial do fio.