Relatorio fisica 2

           A Lei de Ohm e a identificação de um resistor não Ôhmico  23/04/2013   

Ana Paula Kozechen

Giovana Defendi de Oliveira

Leticia Fernanda Pires Alves

Vander Luiz da Silva

Departamento de Engenharia de Produção

Curso de Engenharia de Produção Agroindustrial

Universidade Estadual do Paraná-Fecilcam

Quando um condutor tem sua resistência elétrica constante, ele é chamado de resistor ôhmico, ou seja, o mesmo obedece a Lei de Ohm. O experimento realizado foi dividido em duas etapas, tendo este o objetivo de determinar a relação entre a diferença de potencial aplicada aos extremos de um resistor e a intensidade de corrente que circula pelo mesmo, identificar um resistor ôhmico e construir a curva característica de um resistor ôhmico e de um resistor não ôhmico. Na primeira etapa do experimento, o circuito com resistor manteve a intensidade da corrente elétrica sempre proporcional a d.d.p, com isso a resistência elétrica do resistor era constante, sendo classificado como resistor ôhmico. Já na segunda etapa do experimento o resistor foi substituído por uma lâmpada, conforme se elevou a tensão da fonte, a intensidade assumiu diversos valores, assumindo a resistência elétrica valores variáveis, mostrando que é um resistor não ôhmico.

Introdução

A resistência elétrica é uma grandeza característica do resistor e mede a oposição que seus átomos oferecem à passagem da corrente elétrica [1].

Um resistor pode ser representado no trecho do circuito, onde se aplica uma diferença de potencial  e estabelece uma corrente de intensidade [1], conforme mostra a Figura (1):[pic 1][pic 2]

[pic 3]

Figura 1: Resistor representado no trecho de um circuito.

Os condutores percorridos por correntes elétricas de menor intensidade oferecem maior resistência ao movimento dos portadores de carga elétrica, enquanto aqueles percorridos por correntes elétricas de maior intensidade oferecem menor resistência. Assim a resistência elétrica (R) de um condutor é representada pela equação (1):

[pic 4]

Onde  é a diferença de potencial nas extremidades do condutor e  é a intensidade da corrente elétrica que o atravessa. [pic 5][pic 6]

A unidade de resistência elétrica no Sistema Internacional deriva da razão entre Volt e Ampère, e recebe o nome de Ohm (Ω) em homenagem ao físico George Simon Ohm [4].

A Lei de Ohm foi estabelecida por meio da análise de uma diferença de potencial que foi aplicada a um condutor, sendo produzido no mesmo uma intensidade de corrente elétrica [2].

Pela Lei de Ohm temos que, a diferença de potencial  é proporcional à intensidade da corrente elétrica  que o atravessa [3], podendo a razão dessas duas grandezas serem expressas pela equação (2):[pic 7][pic 8]

[pic 9]

Essa expressão é conhecida como Lei de Ohm, em que quando um condutor tem sua resistência elétrica constante, quaisquer que sejam  e , ele é chamado de resistor ôhmico [3]. Assim, a curva característica de um condutor ôhmico é uma reta inclinada em relação aos eixos  e  [4], conforme mostra a Figura (2):[pic 10][pic 11][pic 12][pic 13]

[pic 14]

Figura 2: Gráfico de um resistor ôhmico.

De uma maneira geral, um condutor não ôhmico é aquele que não satisfaz a Lei de Ohm, ou seja, a diferença de potencial e a corrente elétrica não sofrem variações proporcionais e assim, a medida da resistência elétrica do resistor não é constante, sendo sua representação gráfica qualquer curva, exceto uma reta [4], conforme ilustra a Figura 3:

[pic 15]

Figura 3: Gráfico de um resistor não ôhmico.

Procedimento experimental

Para a realização do experimento foram utilizados os seguintes materiais: um painel acrílico para associações de resistores, fonte de alimentação regulável, galvanômetro, chave com função liga/desliga, quatro conexões de fios com pinos de pressão, lâmpada 12V/21W, quatro conexões de fios com pinos banana e um multiteste com escala próxima a 3 A.

O experimento foi dividido em duas etapas.

Na primeira etapa verificamos se a tensão da rede local conferia com a indicada na chave seletora da fonte de alimentação e em seguida montamos o circuito, conforme ilustra a Figura (4). Ligamos a chave e observamos a polaridade do miliamperímetro.

[pic 16]

Figura 4: Circuito em série com um resistor.

Considerando o resistor R2 compreendido entre os pontos 2 e 3 do painel, ligamos a chave auxiliar. Desligamos o circuito, trocamos de posição os pinos x e y conectados ao miliamperímetro e ligamos o circuito novamente.

Em seguida, regulamos a fonte de alimentação para 1 VCC elevando sua tensão de 0,5 volt em 0,5 volt entre 1VCC e 3 VCC, para determinar o valor da intensidade  que circula por R2, com seus extremos submetidos a diferentes diferenças de potencial (ddp ou tensão). [pic 17]

Na segunda etapa do experimento, R1 foi substituído por uma lâmpada incandescente de 12 VCC. Montamos o circuito, conforme a Figura (5), mantendo a chave auxiliar desligada.

[pic 18]

Figura 5: Circuito em série com uma lâmpada.

Com a chave auxiliar ainda desligada, ligamos a fonte de alimentação e regulamos esta para zero Volt. Em seguida ligamos a chave auxiliar e elevamos a tensão da fonte de volt em volt entre 0V à 12V, encontrando a intensidade de  que circula. [pic 19]

Resultados e discussão

A montagem demonstrada na Figura (4) corresponde a uma associação elétrica em série entre a chave liga-desliga, resistor e o amperímetro.

Ao ligar a chave,  o indicador de intensidade da corrente permaneceu no centro do miliamperímetro. Trocando de posição os pinos x e y conectados ao galvanômetro a intensidade da corrente corresponde a 26,5x10-3 A.

O miliamperímetro utilizado no experimento é de um modelo especial, possuindo o zero no meio da escala. Caso ele fosse um modelo Standard, isto é, com o zero à esquerda do painel, quando ligássemos com a polaridade trocada não conseguiríamos ver a intensidade da corrente.

Nota-se que o medidor de corrente sempre deve estar ligado em série com o circuito.