Relatorio Física III

SUMÁRIO

RESUMO 1

1. INTRODUÇÃO 2

1.1. Primeira Lei de Ohm 2

1.2. Associação de Resistores 3

1.2.1. Associação em série 3

1.2.2. Associação em paralelo 4

1.3. Resistividade elétrica (Segunda Lei de Ohm) 4

2. MATERIAIS 5

2.1. Experimentos 1 e 2: Primeira Lei de Ohm e Associação de resistores 5

2.2. Experimento 3: Resistividade elétrica (Segunda Lei de Ohm) 5

3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 6

3.1. Experimento 1 – Primeira Lei de Ohm 6

3.2. Experimento 2 – Associação de resistores 8

3.3. Experimento 3 – Resistividade elétrica (Segunda Lei de Ohm) 10

3.4. Fontes de erro – Experimentos 1, 2 e 3 12

4. CONCLUSÃO 13

5. REFERÊNCIAS 14

RESUMO

Nos experimentos realizados, montamos e estudamos a física de circuitos elétricos formados por resistores e fontes de tensão. Nestes, nos limitamos a analisar circuitos nos quais as cargas se movem sempre no mesmo sentido, conhecidos como circuitos de corrente contínua.

Sendo assim, no primeiro experimento estudamos a Primeira Lei de Ohm a partir de medidas de corrente elétrica sobre resistores ôhmicos. No segundo experimento tivemos como objetivo montar circuitos distintos e verificar as diferentes características que ele apresenta quando submetidos a uma dada tensão com diferentes distribuições de resistores, um em serie e o outro em paralelo. E por ultimo, no terceiro experimento, o principal objetivo desse experimento consistiu em determinar qual o possível material do condutor metálico, a partir do valor da resistividade achada no experimento.

 

INTRODUÇÃO

Primeira Lei de Ohm

No início do século XIX, Georg Simon Ohm verificou experimentalmente que, para alguns condutores, a relação entre a tensão aplicada (V) e a corrente elétrica (I) é uma proporção direta. A constante de proporcionalidade desta relação foi denominada resistência elétrica do material. A resistência elétrica é dada em Volts∕Amper, e, segundo o Sistema Internacional de Unidades (SI), é medida em ohms (Ω). Assim, de acordo com os experimentos de Ohm,

V=R×I Eq. (1)

[R]= Ω

A Lei de Ohm não é uma lei de fundamental, mas uma forma de classificar certos materiais. Os materiais que obedecem à 1ª Lei de Ohm, sintetizada pela Equação 1, são ditos ôhmicos. Para estes materiais, o comportamento do gráfico V x I é uma reta, cuja inclinação corresponde ao valor da resistência elétrica do material (figura 1a). A resistência elétrica de um material está relacionada com o quanto esse material resiste à passagem de corrente elétrica. Como exemplos de materiais ôhmicos, serão estudados os resistores ôhmicos. A obtenção da curva V x I permitirá verificar a proporcionalidade entre a tensão aplicada e a corrente elétrica do circuito.

Materiais que não obedecem à Lei de Ohm são denominados não ôhmicos. A relação entre a corrente elétrica e a tensão para esses materiais não obedece a nenhuma relação específica e sua representação gráfica pode ser qualquer tipo de curva (figura 1b), exceto uma reta.

Figura 1: Representação gráfica da tensão em função da intensidade da corrente elétrica (a) em um resistor ôhmico, e (b) em um resistor não-ôhmico.

Associação de Resistores

Como já dito anteriormente, resistência elétrica é a capacidade de um corpo qualquer se opor à passagem de corrente elétrica pelo mesmo, quando existe uma diferença de potencial aplicada. Quando uma corrente elétrica é estabelecida em um condutor metálico, um número muito elevado de elétrons livres passa a se deslocar nesse condutor. Nesse movimento, os elétrons colidem entre si e também contra os átomos que constituem o metal, fazendo aumentar a agitação térmica dos átomos. Portanto, os elétrons encontram certa dificuldade para se deslocar, isto é, existe uma resistência à passagem da corrente no condutor. É costume representar os resistores nos circuitos pelos seguintes símbolos gráficos:

Figura 2: Representação gráfica dos resistores em um circuito.

Os resistores podem ser ligados (associados) de vários modos. Os dois mais simples são a associação em série e associação em paralelo.

Associação em série

Neste tipo de associação, a mesma corrente atravessa todos os resistores. Podemos calcular o resistor equivalente (Eq.2) a uma dada associação em série (figura 3b). Basta lembrarmos que a corrente que atravessa o resistor equivalente, para uma dada ddp entre seus extremos, deve ser a mesma que atravessa toda a associação, enquanto a ddp é a soma. Neste caso todos os resistores são percorridos pela mesma corrente cuja intensidade da corrente elétrica é (I), e a tensão (V) na associação é igual à soma das tensões em cada resistor.

R_eq = R_1+R_2 + ...+R_n Eq.(2)

Associação em paralelo

Pode ser dito que a combinação de resistências está em paralelo (figura 3a) quando a diferença de potencial resultante em cada uma das resistências é igual à diferença de potencial aplicada ao circuito.

Normalmente a corrente é diferente em cada resistor, pois a mesma se divide. Como a carga não pode ser acumulada nem extraída, a corrente total no circuito deve ser igual à soma das correntes que passam nos resistores. Porém a diferença de potencial (tensão elétrica) é a mesma em todos os resistores.

Figura 3: Representação