Relatório da Prática - Circuito Simples

Relatório da Prática -  Circuito Simples

1. OBJETIVOS

        O experimento teve por objetivo Relacionar corrente elétrica e tensão num circuito simples e diferenciar resistores ôhmicos e não - ôhmicos.

2. INTRODUÇÃO

Ao aplicarmos uma diferença de potencial V às extremidades de um resistor num circuito fechado, esse será percorrido por uma corrente elétrica i, sendo a seguinte a relação entre essas grandezas.

V = Ri                (1)

Onde R é a resistência elétrica. Se V e i são dadas em Volt e (V) e Ampère (A), respectivamente, R será dada em Ohm (Ω).

Para alguns resistores, verifica-se que, ao aumentar a diferença de potencial à qual está submetida, a corrente aumenta na mesma proporção, mantendo-se, assim, a resistência elétrica constante. Esses resistores, para os quais a resistência elétrica independe da diferença de potencial aplicada, são chamados ôhmicos e diz-se que obedecem à Lei de Ohm.

Muitos outros resistores, no entanto, não obedecem à Lei de Ohm, pois suas resistências elétricas variam quando se varia a diferença de potencial. Como exemplos desses resistores não ôhmicos (ou não lineares) podem ser citados os seguintes:

O NTC (Negative Temperature Coefficient) tem comportamento em que sua resistência é inversamente proporcional à temperatura. Já o PTC (Positive Temperature Coefficient) tem comportamento contrário ao NTC e sua resistência é diretamente proporcional à temperatura. São resistores dependentes de temperatura que são feitos com materiais semicondutores como os óxidos de ferro, magnésio e cromo.  

As termoresistências, os bulbos de resistência, os termômetros de resistência ou RTD são sensores que se baseiam no princípio de variação da resistência ôhmica em função da temperatura. Elas aumentam a resistência com o aumento da temperatura. Seu elemento sensor consiste de uma resistência em forma de fio de platina de alta pureza, de níquel ou de cobre (menos usado), encapsulado num bulbo de cerâmica ou vidro.

LDR (do inglês Light Dependent Resistor), em português Resistor Dependente da Luz ou Fotoresistência é um componente eletrônico passivo do tipo resistor variável, mais especificamente, é um resistor cuja resistência varia conforme a intensidade da luz que incide sobre ele. Tipicamente, à medida que a intensidade da luz aumenta a sua resistência diminui.

O LDR é construído a partir de material semicondutor com elevada resistência elétrica. Quando a luz que incide sobre o semicondutor tem uma frequência suficiente, os fótons que incidem sobre o semicondutor libertam elétrons para a banda condutora que irão melhorar a sua condutividade e assim diminuir a resistência.

Um multímetro pode ser usado para encontrar a resistência na escuridão ou na presença de luz intensa. Os resultados típicos para um LDR poderão ser:

• Escuridão: resistência máxima, geralmente mega ohms.
• Luz muito brilhante: resistência mínima, geralmente dezenas de ohms.

Ressalte-se que, apesar da equação V = R i ser citada equivocadamente em muitos textos como a Lei de Ohm, e, por conseguinte, ser suposta aplicada apenas a resistores ôhmicos, ela se aplica a todos os resistores, mesmos que sejam não ôhmicos.

As Figuras de 1 a 3 ilustram a variação da corrente elétrica com a diferença de potencial para resistores ôhmicos e não-ôhmicos, observando-se que, no primeiro caso, a curva obtida é uma reta cuja inclinação é a resistência elétrica do resistor (constante, neste caso).

[pic 1]

        

3. METODOLOGIA

3.1 MATERIAL UTILIZADO

PRIMEIRA PARTE:

• Resistores especiais (NTC, PTC e LDR)
• Fios de ligação
• Becker com água quente
• Fonte de luz

SEGUNDA PARTE:

• Painel de circuito de base de acrílico
• Bateria (ε = 9V)
• Quatro resistores iguais (resistência em código de cores) e um quinto resistor diferente
• Dois multímetros
• Painel de circuito a base de madeira
• Chaves e fios de ligação

TERCEIRA PARTE:

• Dois multímetros
• Painel de circuito de base de madeira
• Lâmpadas incandescentes iguais (40W/127V)
• Chaves e fios de ligação

3.2 PROCEDIMENTO

        O experimento foi realizado da seguinte maneira, na primeira parte, com o ohmímetro, medimos a resistência elétrica, à temperatura ambiente, de cada um dos resistores especiais (PTC, NTC e LDR).

Mergulhamos os resistores PTC e NTC na água quente e medimos novamente as respectivas resistências elétricas.

Incidimos luz sobre o LDR e medimos novamente a resistência elétrica deste resistor, agora nessa nova situação.

        Na segunda parte, montamos o circuito no painel de circuito de base de acrílico, como ilustrado na figura 4, dispondo convenientemente dois multímetros, um para medir a diferença de potencial (em paralelo) e outro para medir a corrente elétrica (em série), ambas as medidas relativas ao resistor R.

Fechamos as chaves S1, S2 e S3, mantendo aberta a chave S4. Medimos V e i e a partir destas medidas, calculamos a resistência elétrica do resistor.

Substituímos a chave S1 por um resistor idêntico ao anterior e repetimos as medidas de V e i.

Repetimos o procedimento anterior, substituindo, passo a passo, cada uma das demais chaves por outro resistor, também idêntico ao primeiro.

Para a quinta medida, o resistor colocado no lugar da chave S3 foi substituído pelo quinto resistor, que possui a resistência diferente das demais.

O circuito utilizado para o procedimento pode ser observado na figura abaixo:

[pic 2]

                        Figura 4: Imagem ilustrativa do equipamento utilizado na experiência.

Após realizadas as medidas, fizemos um gráfico de Vxi entregue em anexo, com os valores de R obtidos através do próprio gráfico, além disso foi calculado o erro relativo percentual tomando como referência para R o valor fornecido pelo código de cores (100 Ω).