Relatorio de Analise de Circuitos - experimento 1

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS

Análise de Circuitos Elétricos

Engenharia Mecânica

Experiência nr. 1

“Lei de Ohm e Bipolos“

data: 19 / 08 / 2013

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Introdução à matéria do respectivo experimento. 

        Para esse experimento é necessario conhecer a Lei de Ohm. A corrente percorre o circuito elétrico seguindo algumas leis definidas. A lei básica do fluxo da corrente é a Lei de Ohm. Segundo a Lei de Ohm, a intensidade de uma corrente elétrica uniforme (I) é diretamente proporcional a diferença de potencial nos terminais de um circuito (V), e inversamente proporcional a resistência do circuito (R), ou seja, “V = R.I”, onde as unidades de medida são, respectivamente, Volts, Ohms e Ampères.

Deste modo, se a resistência de um elemento elétrico é constante, o gráfico V × I é uma reta que intercepta a origem e com inclinacão igual ao valor da resistência. Um resistor com essas características é dito ideal ou ôhmico. É essa propriedade que desejamos verificar nesse experimento, aplicando diferentes tensões e correntes a um resistor e verificando o comportamento do gráfico V × I .

O conhecimento básico sobre o manuseio e instalação de multimetros e amperimetros tambem é necessario pois deve-se lembrar que voltimetros devem ser instalados em paralelo devido a sua resistencia tender ao infinito e que amperimetros devem ser instalados em serie, já que sua resistencia tende a zero.

Objetivos do respectivo experimento.

Obter tensões e correntes em um circuito eletrico com associação em série de resistores, a fim de verficar a Lei de Ohm, e também caracterizar a fonte de tensão (bipolo).

Descrição detalhada da Parte Experimental (procedimento).

1a) No primeiro procedimento, foi montado no proto-board o circuito da fig.1 com os resistores R1(1kΩ) e R2(1,5kΩ) associados em série e ligados à uma fonte de tensão variável com tensão fixada em 2,0V.

 [pic 2]

1b) Após a montagem, foram medidas as tensões dos elementos R1 e R2 respectivamente, utilizando-se o voltímetro associado em paralelo com cada resistor, como mostrado na fig.2.

[pic 3]

1c/d) Em seguida, a grandeza medida foi a corrente que passa por R1 utilizando o amperímetro associado em série ao circuito, como mostrado na fig.2. Assim, o valor da corrente medida foi comparado com o valor da corrente calculada.

2) Associou-se agora o resistor conforme a fig.3, primeiro o R1(1kΩ) e depois o R2(1,5kΩ), e foram medidas as correntes, associando-se o amperimetro em série, para diferentes valores de tensão.

[pic 4]

3) Nessa etapa do processo, sem alterar a voltagem da fonte, desconectá-la do circuito e conectá-la em um multímetro. É dessa forma que se obtém a tensão da bateria no vazio. Represente-a por ‘VD em vazio’.

         Em seguida, para se obter a resistência interna ro da bateria, é utilizada a seguinte operação:

V = ( R + ro ) * I

onde V é a voltagem aplicada no circuito,

         R é a resistência do resistor e

               I é a corrente no circuito.

         O valor ‘VD em vazio’ apresentado nesse relatório é referente ao circuito do resistor de 1kΩ (R = 1000). Portanto, é a tabela desse mesmo resistor que será usada para a obtenlção da resistência interna ro e da equação característica da bateria. Assim, os dados utilizados foram V=VD=1,863V, R=1000Ω e I=1,79mA.

Tendo, então, a resistência interna da bateria, é possivel obter a equação caracteristica da mesma. E dada ro, a equação caracteristica da bateria é dada por:

I = (1/ ro) * V

A bateria pode ser chamada de bipolo e deverá ser classificada.

Resultados e Discussão1a) O voltímetro é associado em paralelo aos resistores, devido a sua resistência alta, enquanto o amperímetro é associado em série ao circuito por sua resistência quase nula.

[pic 5]

1b) Conforme ilustrado na Fig.2, foram feitas as medições de tensão nos resistores R1 e R2, apresentadas abaixo na Tab.1 :

VR1 MED	0,815 V
VR2 MED	1,185 V

                                  Tab.1: Tensão nos resistores

1c) Conforme ilustrado na Fig.2, foi feita a medição de corrente no resistor R1, apresentada abaixo na Tab.2 :

IR1 MED

0,79 mA

Tab.2: Corrente no resistor R1

     

        1d) Utilizando a fórmula V=ReqI, tal que Req é a resistência equivalente do circuito em série, ou seja, a soma de R1 e R2. Logo Req vale 2,5kΩ. Fazendo V= 2,0V, encontramos I=0,8mA

     

  2) Através das medições de corrente obitdos no circuito representado na Fig.3, foram construídas as seguintes tabelas com os valores das correntes para  determinadas tensões escolhidas para o procedimento e comparadas ao valor téorico (2b):

Resistor 1KΩ			Resistor 1.5 KΩ
Voltagem (V)	Corrente (mA)	Teórico (mA)		Voltagem (V)	Corrente (mA)	Teórico (mA)
0	0,03	0		0	0,02	0,00
0,1	0,11	0,1		0,1	0,05	0,07
0,2	0,23	0,2		0,2	0,14	0,13
0,3	0,26	0,3		0,3	0,17	0,20
0,4	0,42	0,4		0,4	0,28	0,27
0,5	0,52	0,5		0,5	0,32	0,33
0,6	0,59	0,6		0,6	0,39	0,40
0,7	0,74	0,7		0,7	0,48	0,47
0,8	0,81	0,8		0,8	0,52	0,53
0,9	0,95	0,9		0,9	0,58	0,60
1	1,03	1		1	0,66	0,67
1,2	1,14	1,2		1,2	0,82	0,80
1,4	1,43	1,4		1,4	0,93	0,93
1,6	1,56	1,6		1,6	1,11	1,07
1,8	1,79	1,8		1,8	1,25	1,20

Tab.3: Valores de tensão e corrente no circuito da fig.2