Relatório Experimento de 1ª e 2ª leis de Ohm

[pic 1]

ANSELMO DA SILVA MOTA

EVERTON LEITE SOUZA

JOÃO MARCOS NASCIMENTO SILVA

  JOÃO PAULO SILVA AMADO

TAMIRES SIMÕES DO NASCIMENTO

VICTOR GABRIEL GOIS PAIM

RELATÓRIO 01 – 1ª E 2ª LEIS DE OHM

23 de Janeiro de 2017

Laboratório de Física B

Professora: Ana Figueiredo Maia

São Cristóvão - SE

2016.2

METODOLOGIA

1ª parte: Determinação dos valores de resistência

        Foi fornecido para o grupo um resistor para a realização do experimento, com resistência superior a 200 Ohm, para evitar correntes que possam danificar os multímetros. Determinamos o valor da resistência e da tolerância nominais do resistor, a partir da observação feita no código de cores. Com esse o valor da resistência nominal, escolhemos a melhor escala para leitura no multímetro e realizamos 3 medidas de resistência. Os valores foram anotados na respectiva tabela.

2ª parte: Circuito com resistor

        A partir dos valores de tensões nominais sugeridas na tabela 4, calculamos o valor esperado de corrente elétrica, utilizando a 1ª lei de Ohm, e com isso determinamos a melhor escala para medida no amperímetro e no voltímetro. Posteriormente, montamos o circuito de acordo com o esquema sugerido na apostila. Vale lembrar que seguimos todos os procedimentos de segurança apresentados em aula. Aplicamos no circuito cada valor de tensão nominal sugerido pela tabela 4 da apostila, e medimos 3 vezes os valores de corrente elétrica, anotando-os em seguida.  

3ª parte: Circuito com resistor e LED

        Inicialmente montamos o circuito, com base no esquema apresentado na apostila, utilizando um resistor de 1000 Ohm e um LED. Em seguida, variamos a tensão total aplicada no circuito de 0 a 10 V, sempre com a escala de 200mA no amperímetro. O mesmo procedimento foi realizado com os polos de ligação do LED invertidos. Com isso, observamos a polaridade na qual o LED ficou aceso e inserimos ele no circuito com essa polaridade. O LED permitiu verificar quando se iniciou a passagem de corrente e assim definimos a tensão limiar como 1,5 V. Posteriormente, medimos 3 vezes os valores de corrente elétrica para cada valor nominal de tensão no LED sugeridos e, medimos a tensão no LED com o uso do voltímetro posicionado em paralelo. Por fim, utilizamos a 1ª lei de Ohm para calcular os valores de resistência para cada valor de tensão.  

4ª parte: 2 ª Lei de Ohm

        Inicialmente ajustamos o multímetro na função ohmímetro na escala de 200 Ohms que era a escala mais precisa, encostando as ponteiras uma na outra calculamos assim a resistência interna do aparelho. Isso foi importante pois a cada medida era retirado o valor dessa resistência interna para ser ter uma medida mais precisa. Foi estabelecido 200 Ohms como escala para o experimento. O experimento era constituído de duas réguas com um fio de constatan embutido que possibilitava medir resistência em vários comprimento do fio. Foram aferidos a resistência 3 vezes em cada comprimento, sempre observando se a escala era a mais precisa caso não fosse mudaria para a mais precisa. Essas leituras foram levadas para a tabela e analisadas posteriormente.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

1ª parte:

        Foi determinado o valor da resistência e da tolerância nominais do resistor utilizado, com base no código de cores. Esse valor foi comparado com o valor médio determinado pelas medidas no ohmímetro (tabela 1) e, assim, determinou-se o erro percentual:

e =   =   = 0,1%.[pic 2][pic 3][pic 4][pic 5]

R1 = Valor medido no ohmímetro

R2 = Valor com base no código de cores        

        Como o valor medido (10,01 KΩ) excede apenas 0,01 Ω, o valor está dentro da faixa de tolerância.

2ª Parte:

        O gráfico V x I segue o comportamento esperado, de acordo com a 1ª Lei de Ohm, uma reta, onde a inclinação é a resistência elétrica do material. Ele foi gerado pelos dados obtidos na tabela 2. Abaixo segue o gráfico V x I, feito no SciDavis (Figura 1):

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Figura 1

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Figura 2

        Com o ajuste linear gerado no SciDavis (figura 2) obtivemos o valor da resistência comparando a fórmula da 1ª Lei de Ohm (V = RI) com a função do 1º grau do ajuste (Y = Ax + B), onde Y = V, I = x e A = R.

        Portanto, o valor obtido para resistência foi de 9,99  0,01 KΩ.[pic 8]

        A diferença percentual pode ser obtida através da fórmula abaixo.

dp =   =   = 0,2%.[pic 9][pic 10][pic 11][pic 12]

R1 = Valor de resistência medido no ohmímetro

R2 = Valor de resistência obtido nos parâmetros do ajuste linear

3ª Parte:

        Montado o circuito do LED, colocamos um resistor limitador cuja função é limitar corrente para que não haja queima do dispositivo. Obtivemos o valor de tensão limiar no momento que o amperímetro começou a medir corrente no circuito. Feito isso, comparamos com o valor de tensão limiar tabelado (1,8V , pois o LED é amarelo), e calculamos o valor do erro percentual através da fórmula abaixo:

 =   =   = 16,67%[pic 13][pic 14][pic 15][pic 16][pic 17]

V1 = Valor de tensão limiar medido

V2 = Valor de tensão limiar tabelado

        Com os dados da tabela 3, construímos o gráfico de IxV(led), no qual pode-se observar o comportamento de uma curva exponencial, desobedecendo, portanto, a primeira lei de Ohm.

[pic 18]

Figura 3

4ª parte:

        Foi determinado o valor da resistência interna do ohmímetro na escala de 200 Ω, após isso a tabela 4 foi preenchida lembrando sempre de diminuir o valor da resistência medida com a resistência interna. Os gráficos seguem o comportamento esperado, de acordo com a 2º Lei de Ohm, uma reta na qual a inclinação é a resistividade do material sobre a área da secção transversal. Eles foram gerados a partir dos dados da tabela 4. Abaixo, seguem os gráficos RxL, feitos no SciDavis: