Determinação da resistencia interna de uma bateria
Por: pedrofpoveda • 5/11/2015 • Relatório de pesquisa • 1.564 Palavras (7 Páginas) • 856 Visualizações
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N2FE2 - FÍSICA EXPERIMENTAL PARA ENGENHARIA 2
Experimento 9: Curva característica de um gerador
- Objetivo:
- Determinar experimentalmente a resistência interna de um gerador portátil (pilha), e também sua corrente de curto-circuito;
- Procedimento no experimento:
- Materiais utilizados: um voltímetro, um amperímetro, fios, gerador portátil (pilha AA 1,5 V) e reostato;
- Montem o seguinte circuito, sendo ε a força eletromotriz (fem) da pilha (representada pela linha tracejada) e r sua resistência interna:
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- Iniciem a tomada de medidas com o reostato ajustado para oferecer resistência mínima, anotando as primeiras leituras do voltímetro e do amperímetro. Em seguida, tomem mais nove medidas do voltímetro e do amperímetro utilizando todo o comprimento do reostato. Anotem os dados na tabela 1. Anotem as incertezas associadas a cada medida (atenção aos algarismos significativos e ao critério de incerteza instrumental para escalas digitais dos multímetros).
- Construam um gráfico tensão no voltímetro × corrente no amperímetro com os dados da tabela. Verifiquem se o gráfico possui comportamento linear (ou, se há regiões de comportamento linear). Esse comportamento linear era esperado? Argumentem com base nas leis de Kirchhoff e Ohm. Elaborem hipóteses sobre as possíveis causas físicas dos comportamentos não lineares que possam ter surgido no gráfico.
Conforme o gráfico construído à partir dos dados obtidos no experimento, observamos um comportamento relativamente linear, com desvios para ambos os lados da reta traçada. Os desvios observados se devem à imprecisão dos instrumentos utilizados para as medições (principalmente o multímetro utilizado para a medição da tensão) e ao fato de que a bateria não sustenta uma tensão (força eletromotriz) constante ao longo do experimento. |
- Se a correlação dos pontos for linear em todo o gráfico, determine os coeficientes angular e linear do gráfico por um ajuste do tipo MMQ. Caso contrário, escolham uma região linear apontando-a explicitamente no gráfico, e apliquem MMQ. Apresentem a equação da reta encontrada. Interpretem fisicamente os valores encontrados para os coeficientes angular e linear. Lembrem que: U = ε – ri.
A região linear do gráfico (conforme indicamos) corresponde às três primeiras medições, conforme reproduzimos abaixo da equação: U = ε - r . i 0,42 0,506 0,56 0,335 0,59 0,258 A equação é similar à equação da reta: y = a - b . x ym = 0,523 xm = 0,366 (médias aritméticas de cada um dos 3 valores) Assim, desenvolvendo o ajuste pelo MMQ temos: b = Σ xi ( yi - ym ) = 0,506 ( 0,42 – 0,523 ) + 0,335 ( 0,56 – 0,523 ) + 0,258 ( 0,59 – 0,523 ) Σ xi ( xi - xm ) 0,506 ( 0,506–0,366 ) + 0,506 ( 0,335-0,366 ) + 0,506 ( 0,258-0,366 ) b = – 0,697 a = 0,523 – (– 0,697 . 0,366 ) = 0,523 + 0,697 . 0,366 a = 0,778 Voltando à equação aplicada ao nosso experimento (U = ε – ri ) e aplicando os resultados obtidos pelo MMQ, teremos: U = 0,778 – 0,697 . i ; onde: 0,778 é o coeficiente linear da função e corresponde à força eletromotriz em V da bateria – 0,697 é o coeficiente angular da função e corresponde à resistência interna da bateria em ῼ (em modulo 0,697 ῼ ). |
- Também a partir do gráfico, determinem a corrente de curto-circuito icc (U = 0).
Graficamente, obtivemos icc = 0,625 A para a corrente de curto-circuito em U = 0. |
- Com base no gráfico confeccionado e na análise teórico, é possível concluir dos dados que a resistência interna do gerador portátil é ôhmico ou não ôhmico? Justifiquem detalhadamente sua resposta, fazendo menção aos seus dados, gráfico e relações teóricas. Discutam também se as resistência internas do amperímetro e do voltímetro são relevantes para a conclusão de vocês acerca do caráter ôhmico ou não da resistência interna do gerador.
A resistência interna da bateria é ôhmica pois a lei de ohm é aplicável ao cálculo para verificar os valores lineares encontrados no experimento. Isso é verificável por:
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