RESISTÊNCIAS NÃO LINEARES POR EFEITO DE TEMPERATURA

UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA

INSTITUTO DE FÍSICA

FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL III - FIS123

EXPERIMENTO 4

RESISTÊNCIAS NÃO LINEARES POR EFEITO DE TEMPERATURA

BRUNO SEIXAS DE MELO

THALES MOREIRA DO NASCIMENTO

Salvador

2018

OBJETIVO

Mostrar o efeito da temperatura sobre um resistor metálico (lâmpada incandescente) e em um semicondutor termistor;

Levantar a curva característica da Lâmpada e do termistor;

Interpretar a não-linearidade das características.

MATERIAL UTILIZADO

Fonte de tensão;

Medidor multiescala usado como voltímetro;

Medidor multiescala usado como amperímetro;

Reostato;

Termistor - (NTC);

Lâmpada comum - (piloto);

Placa de ligação;

Chave liga - desliga;

Fios.

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Resistência Interna Ra do miliamperímetro (Ra ± ΔRa)

Primeiramente montamos o seguinte circuito:

Figura 1 - Representação do circuito para a primeira parte do experimento

Fonte: Instituto de Física (UFBA), 2018.

O fundo de escala amperímetro foi ajustado para 2,5 mA, 25 mA e 250 mA. Para cada um destes valores, foi medida a diferença de potencial (ddp) no voltímetro. Foram anotados os valores na Tabela 1 a seguir.

Tabela 1 - Valores da ddp para cada fundo de escala do amperímetro.

ddp (V) I (mA)

0,24 2,5

0,34 25

0,45 250

Para o desvio do voltímetro (ΔV) igual a 0,01 V, podemos calcular as resistências e os respectivos desvios utilizando a seguinte expressão:

Com as resistências encontradas, foi possível montar a Tabela 2:

Tabela 2 - Resistências (Ra) e seus desvios (ΔRa) encontrados.

ddp (V) I (mA) ΔI (mA) Ra (Ω) ΔRa (Ω)

0,24 2,5 0,0125 96,0 4,48

0,34 25 0,125 13,6 0,47

0,45 250 1,25 1,8 0,049

De acordo com o circuito, tem-se:

ddp = Ra .I.

Assim, para que a ddp permaneça constante com a troca da corrente de fundo de escala, a resistência interna do amperímetro também deverá mudar de forma que compense essa variação.

2) Característica V(I) da Lâmpada

Para esta etapa do experimento, montamos o seguinte circuito:

Figura 2 - Representação do circuito para a segunda parte do experimento.

Fonte: Instituto de Física (UFBA), 2018.

Antes de determinarmos a característica da lâmpada, devemos ajustar o fundo de escala do amperímetro para 250 mA e o do voltímetro para 1,5 V. Em seguida, fizemos as medidas de ddp (Va’b) para as correntes, em um intervalo de 25 mA a 250 mA, observando atentamente às mudanças que ocorriam no fundo de escala dos aparelhos. Ou seja, para cada avanço dos valores medidos, era necessário verificar a necessidade de mudança do fundo de escala. Os valores de Re foram calculados a partir dos valores de Va’b, lidos na própria curva característica e não os da tabela. Isso porque os valores no gráfico “partem” da mesma reta, o que, de certa forma, minimiza os erros cometidos nas medidas. Para encontrar o valor de Vab é necessário utilizar a equação:

Vab = Va'b - (I .Ra), (1)

onde Ra equivale à resistência interna do amperímetro. A ddp medida pelo voltímetro equivale a:

Va'b=Va'-Vb (2)

Como sabemos o valor da resistência interna do amperímetro (para I = 250 mA), Ra = 1,8 Ω, podemos calcular a correção para o valor medido (Va’b) e, dessa forma, vamos conhecer o valor Vab do elemento através da equação (1). Para encontrar o valor da Resistência estática (Re) é necessário utilizar a equação:

Re=Vab/I (3)

A Tabela 3 a seguir mostra os valores encontrados.

Tabela 3 - Valores encontrados para a segunda parte do experimento

I (mA) Va'b (V) Vab (V) Ra (Ω) Re (Ω)

25 0,16 0,12 1,8 4,8

50 0,5 0,41 1,8 8,2

75 1,00 0,93 1,8 12,4

100 1,70 1,52 1,8 15,2

125 2,85 2,63 1,8 21,0

150 3,20 2,93 1,8 19,5

175 4,00 3,69 1,8 21,1

200 5,00 4,64 1,8 23,2

225 6,10 5,70 1,8 25,3

250 7,40 6,95 1,8 27,8

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