Experimento Eletricidade, Propagações Ondulatórias e Magnéticas

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Disciplina: Eletricidade, propagações ondulatórias e magnéticas

Nome: Gustavo Richard

Matricula: 20201101844 

Rio de Janeiro

Maio, 2021

Introdução

Este relatório tem como objetivo desenvolver um conhecimento fundamental da eletricidade, que é a Lei de Ohm. Ela relaciona as três variáveis bases para energia elétrica: tensão (V), corrente (A) e resistência (Ω). Assim como todas as leis da física, ela é baseada em observação e experimentos para então se afirmar uma lei.

Fundamentação teórica

A lei que trata da proporcionalidade entre corrente elétrica e diferença de potencial (ddp) é denominada como Lei de Ohm em homenagem ao físico e descobridor alemão, Georg Simon Ohm.

Uma grande observação feita por ele é que a corrente elétrica em um fio é inversamente proporcional ao seu comprimento do condutor e diretamente proporcional a ddp aplicada à área de seção transversal do fio. Já a resistência é diretamente proporcional ao comprimento do condutor e inversamente proporcional a à área de seção transversal do fio.

A razão V / I evidencia a tensão que deve ser empregada para que se obtenha certo fluxo de corrente em um circuito elétrico, ou seja, a proporção entre tensão e a corrente elétrica é sempre constante para resistores ôhmicos.

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Logo, ela é matematicamente formulada da seguinte forma:

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Onde,

• V = Tensão (V)
• R = Resistência elétrica (Ω)
• I = Corrente elétrica (A)

Um exemplo de maneira mais lúdica, para o desenvolvimento da fórmula é “isolando” a grandeza que queremos descobrir.

• Isolando “V”, teremos: V = R x I[pic 4]
• Isolando “R”, teremos: R = V / I
• Isolando “I”, teremos: I = V / R
  

Descrição do experimento

Experimento pratico, teórico para comprovação da lei de Ohm.

O experimento conta com alguns componentes e equipamentos indispensáveis para seu desenvolvimento, são eles: multímetro, uma fonte geradora de tensão, interruptor o painel Dias Blanco que contem resistores de matérias e comprimentos diferentes.

Será realizado medições da resistividade em diferentes resistores, abordando as relações entre resistividade, resistência elétrica, comprimento e diâmetro dos condutores, tensão e corrente.        

• Medindo a resistividade de um resistor em função do comprimento:

Aqui foi realizado a medição da resistividade de um mesmo resistor (resistor 1), em pontos distintos, considerando comprimentos diferentes.

Tabela 1
Resistor 1	L (m)	R (Ω)	R/L (Ω/M)
AB	0,25	4,2	16,8
AC	0,50	8,4	16,8
AD	0,75	12,6	16,8
AE	1,00	16,7	16,7

• Medindo a resistividade de um resistor em função da área:

As medidas foram feitas nos resistores 3, 4 e 5. Em seguida, calcularemos a área de cada resistor através da fórmula: [pic 5]

Nota: o diâmetro e comprimento de cada resistor é dado em milímetro (mm). Portanto, devemos calcular o raio em milímetro e converte-lo em metro para depois aplicar a fórmula da área.

Tabela 2
	A (m²)	R (Ω)	R . A (Ω . M²)
Resistor 3	4,07E-07	3,3	1,34E-06
Resistor 4	2,04E-07	4,9	1,00E-06
Resistor 5	3,22E-07	0,1	3,22E-08

• Corrente elétrica em função da tensão e da resistência elétrica de um fio condutor:

Aqui, exploraremos a relação entre resistência, corrente e tensão elétrica nos fios condutores.

Para realizar este experimento, aplicaremos uma tensão na fonte e realizaremos a medição de corrente elétrica conectando o multímetro em série no circuito.

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Análise dos dados obtidos

• Resistividade de um resistor em função do comprimento

Dados experimentais:

Tabela 1
Resistor 1	L (m)	R (Ω)	R/L (Ω/M)
AB	0,25	4,2	16,8
AC	0,50	8,4	16,8
AD	0,75	12,6	16,8
AE	1,00	16,7	16,7

1. Construa o gráfico da “Resistência elétrica x Comprimento do resistor”.

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1. O que é possível observar com relação ao comportamento da resistência elétrica? Explique.

Comprovamos que a resistência é diretamente proporcional ao comprimento do condutor, quanto maior o comprimento, maior será a resistência.

3. Calcule a resistividade do resistor 1.

        

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	A (m²)	R (Ω)	R . A (Ω . M²)
Resistor 1	8,04E-08	16,8	1,35E-06

*L = 1 metro

• Resistência elétrica de um resistor em função da área

1. Calcule a resistividade de cada resistor

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	A (m²)	R (Ω)	R . A (Ω . M²)
Resistor 1	8,04E-08	16,8	1,35E-06
Resistor 2	2,04E-07	6,5	1,33E-06
Resistor 3	4,07E-07	3,3	1,34E-06
Resistor 4	2,04E-07	4,9	1,00E-06
Resistor 5	3,22E-07	0,1	3,22E-08

*L=1 metro para todos os resistores.