O Relatório de Tensão e Corrente

Laboratório de Eletromagnetismo[pic 1]

Prof. Dr. Emilio R. Cintra

Relatório do Experimento 1:

Medidas de Tensões e Correntes Elétricas

Estudante:

Nome: Carlos Eduardo Pires da Silva     Curso: Engenharia Civil    Matrícula: 20191011050127

Campus Goiânia, 09 de fevereiro de 2020.

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Introdução

Ao ligarmos os polos de um gerador de força eletromotriz com algum condutor, surge uma corrente elétrica. A tensão entre os terminais dos geradores é característica de cada um deles, e uma pergunta que se pode fazer neste ponto é: qual o valor da corrente que percorrerá o circuito? A corrente obtida, no entanto, depende principalmente das características do circuito externo: comprimento e área de seção reta dos fios utilizados bem como do material de que são feitos.

De forma geral quando se aplica uma diferença de potencial às extremidades de um condutor fazendo surgir uma corrente elétrica, define-se a resistência elétrica (ou, simplesmente, resistência), R, entre esses dois pontos, como a razão entre a tensão aplicada, V , e a corrente gerada, i, CORRADI et al. (2010).

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De acordo com a equação (1) acima, a unidade de resistência do SI é o volt por ampère. Essa combinação ocorre com tanta frequência que uma unidade especial, o ohm (Ω), é usada para representá-la. Assim,

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Quando um condutor possuí resistência específica, temos então um resistor, sua resistência não depende do valor absoluto e nem do sentido (polaridade) da diferença de potencial aplicada. Outros componentes, no entanto, podem ter uma resistência que varia de acordo com a diferença de potencial aplicada. Em casos como esses, fazemos uma distinção entre os componentes que obedecem à lei de Ohm e os componentes que não obedecem à lei de Ohm. A definição original da lei de Ohm é a seguinte:

Um componente obedece à lei de Ohm se a corrente que o atravessa varia linearmente com a diferença de potencial aplicada ao componente para qualquer valor da diferença de potencial (HALLIDAY, 2016).

As resistências podem ainda estarem associadas entre si, as associações recebem o nome de série, paralela ou mista. Quando duas ou mais resistências estão em série, elas são submetidas à mesma corrente, e a diferença de potencial é dividida proporcionalmente. A resistência equivalente de uma associação em série de várias resistências é dada por:

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E quando duas ou mais resistências estão em paralelo, elas são submetidas à mesma diferença de potencial. Sendo a resistência equivalente de uma associação em paralelo de várias resistências dada por:

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As associações mistas englobam a utilização das duas fórmulas.

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Objetivos

O experimento e este relatório possuem o objetivo de medir correntes e tensões continuas em circuitos contendo um resistor, medir correntes e tensões em associações em série, em paralelo e mista de resistores, e comparar os valores de resistência de cada resistor calculados a partir das medidas de tensão e corrente com valores nominais dados pelo fabricante.

Materiais e Métodos

• 1 fonte de tensão, de corrente contínua;
• 2 multímetros: um utilizado como amperímetro e um utilizado como multímetro;
• 3 resistores de diferentes valores: 120 Ω; 470 Ω; e 1 KΩ;
• 1 base de apoio dos resistores;
• Cabos para conexão elétrica;

A fonte de tensão foi configurada em 4V, usando o multímetro com a chave seletora na posição Vcontínuo até 20V para um ajuste mais preciso. Na fonte, os botões que controlam a corrente foram posicionados no máximo, significando ao aparelho que o resultado controlado seria o da tensão. Enquanto os botões da tensão foram utilizados com o auxílio do multímetro, em que pelo ajuste fino a fonte ficou configurada em 4,01 V.

No procedimento 1, cada resistor foi associado individualmente ao circuito, gerando um circuito do tipo fonte-resistor. O primeiro multímetro, configurado na função amperímetro, foi associado em série ao circuito (para o resistor de 120 Ω, a chave seletora foi posicionada em 200mA, enquanto nas demais, foi posicionada em 20mA). O segundo multímetro, usado na função voltímetro (para V contínuo), foi associado em paralelo ao resistor, estando sua chave seletora previamente posicionada para medir até 20V. Os dados obtidos foram anotados na folha de coleta de dados.

No procedimento 2, os resistores foram associados em série junto à fonte de tensão, obedecendo o sentido: polo positivo da fonte  120 Ω  470 Ω  1 KΩ  polo negativo da fonte. O multímetro usado na função amperímetro, teve sua chave seletora posicionada em 20mA para todas medições, que se deu associando o aparelho em série ao circuito, antes de cada resistor, no total de 3 medições. O multímetro na função voltímetro, foi utilizado nesse procedimento com a chave seletora na posição para medir até 20V, de voltagem contínua. As medições se deram associando o multímetro em paralelo a cada resistor. Os dados obtidos foram anotados na folha de coleta de dados.[pic 6][pic 7][pic 8][pic 9]

No procedimento 3, o circuito montado foi do tipo paralelo, com o resistor de 120 Ω conectado diretamente à fonte de tensão, e os outros dois conectados em paralelo obedecendo a ordem 120 Ω  470 Ω  1 KΩ. O multímetro na função voltímetro, foi configurado para medir até 20V, e medição se deu associando o aparelho em paralelo a cada resistência. Já o multímetro utilizado como amperímetro, foi configurado para medir até 200 mA. Mediu-se primeiramente a corrente total entregue ao circuito, associando o multímetro em série logo na saída do polo positivo da fonte. Já para se obter a corrente elétrica em cada resistência, o multímetro foi posicionado como uma extensão do “nó” que entrega a corrente para cada resistência. Os dados obtidos foram anotados na folha de coleta de dados.[pic 10][pic 11]

No procedimento 4, o circuito montado foi do tipo misto, estando a resistência de 120 Ω associada em série, com a associação em paralelo das resistências de 470 e 1000 Ω. O multímetro na função voltímetro, para medições de até 20V, foi utilizado em paralelo com cada resistência. Já na função amperímetro, para a parte do circuito associada em série, seguiu-se o procedimento 2, enquanto para a parte em paralelo seguiu-se o procedimento 3, estando a chave seletora posicionada para medir até 20mA em ambos os casos.