Resistencia Eletrica e Leis de Kirchoff

EXPERIMENTO II – RESISTÊNCIA ELÉTRICA E LEI DE OHM

Data da realização: 24 de março de 2015

Número do Grupo: Grupo 1

Participantes:

Kaio Ricardo da Silva – 14/0044043

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Objetivos

O presente experimento tem como objetivo a realização de medidas acerca da resistência elétrica, a analise dos componentes elétricos lineares e não lineares, testando nos componentes elétricos lineares a Lei de Ohm. Os objetivos propriamente ditos serão alcançados por meio da construção da curva de carga de cada dispositivo.

Introdução Teórica

• Resistor

Os resistores são dispositivos utilizados em circuitos elétricos que apresentam uma resistência constante, eles possuem duas funções principais e básicas: a conversão de energia elétrica em energia térmica, ou seja, utilizam-se do efeito Joule como aquecedores ou dissipadores de eletricidade, e também um dispositivo que pode limitar a passagem da corrente em um circuito, isso quer dizer que ele faz a resistência contra a passagem de elétrons.

[pic 1]

Figura 1: Exemplo de Resistor

A definição de resistência elétrica pelas Leis de Ohm é:

[pic 2]

Onde:

R → Resistência elétrica medida em Ohm (Ω)

U → Tensão medida em volt (V)

i → Corrente elétrica medida em ampere (A)

• Resistência de Proteção

Os resistores de proteção são dispositivos que tem a função de manter a corrente no circuito baixa o suficiente, dentro do limite, para que o dispositivo ou o circuito se superaqueçam.

[pic 3]

Onde:

  → Potência[pic 4]

E → Energia

        t → Tempo

• Lâmpada Incandescente

As lâmpadas incandescentes são compostas por um filamento que emite energia luminosa ao se aquecer durante a passagem de corrente.

• Diodo

Os diodos é um semicondutor, que é um material com capacidade variável de conduzir corrente elétrica. Eles possuem faces com dopagens distintas, um semicondutor com dopagem do tipo n e o outro do tipo p.

        O equilíbrio ente os dispositivos na chamada região de depleção, que é uma região que não há carga livre. Há também a dependência em que a polaridade é submetida, sendo que nessa região as suas dimensões são aumentadas impedindo a passagem de corrente possibilitando o fluxo.

Material Utilizado

01 (uma) Fonte controladora de tensão/corrente.

02 (dois) Multimetros (Precisão: ± ).

01 (uma) Lâmpada com Vmax = 6,3 V e imax = 150 mA.

01 (um) Resistor de 1kΩ, 0,25W.

01 (um) Diodo retificador de 1A e 1V.

01 (um) Resistor de Proteção

02 (dois) Potenciômetros de 0 a 100 Ω

Procedimentos

1. Resistor

Na primeira parte do experimento, que é referente ao resistor, foi montado o circuito conforme exemplificado no roteiro e na figura 2 com uma resistência de 1kΩ. Foi calculada a resistência de proteção necessária para se manter a integridade do resistor e foi verificado se o resistor de proteção utilizado era adequado para o procedimento.

Foi variada a tensão na fonte de 0V até 20V, verificando e medindo a tensão VR no resistor e foi anotado os valores de corrente no circuito em cada valor da tensão em uma tabela. Com os dados coletados foi feito um gráfico i vs U para a obtenção da resistência do dispositivo por meio do gráfico.

[pic 5]

Figura 2: Resistor em malha simples

1. Resistência de Proteção

Foi montado o circuito conforme exemplificado no roteiro do experimento e na figura 3 e foi escolhida uma tensão positiva na fonte e medida a corrente na malha e a tensão em cada um dos resistores. Foi calculado também a potência dissipada em cada resistor e comparado com o valor da potência inicial, fornecido pela fonte e com o valor da potência permitida pelo resistor de 1kΩ. Todo esse procedimento foi repetido para um valor negativo da tensão.

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Figura 3: Resistor de proteção

1. Lâmpada Incandescente

Foi montado o circuito conforme exemplificado no roteiro do experimento e na figura 4. Foi calculado, conforme as especificações da lâmpada, o valor necessário da resistência de proteção, considerando o valor máximo de tensão que é fornecido pela fonte. Utilizou-se o ohmímetro para que fosse feito o ajuste do potenciômetro com o valor de resistência de proteção calculado, e esse valor foi fixado como a resistência de proteção.

Foi variada a tensão de -10V até 10V, obtendo a cada valor da tensão, a tensão nos terminais da lâmpada e foi medida também a corrente no circuito. Após a obtenção dos dados foi possível calcular o valor da resistência da lâmpada em cada ponto medido e comparado com a situação do resistor na etapa 1. Foi feito um gráfico i vs U.

[pic 7]

Figura 4: Circuito com lâmpada

1. Utilização do Diodo

Foi montado o circuito conforme exemplificado no roteiro do experimento e na figura 5. Foi calculado o valor necessário da resistência de proteção observando a tensão máxima da fonte e as especificações do diodo.

Utilizou-se o ohmímetro para que fosse feito o ajuste do potenciômetro com o valor de resistência de proteção calculado, e esse valor foi fixado como a resistência de proteção. Variou-se a tensão aplicada pela fonte nos terminais do diodo utilizando os valores adequados e anotaram-se os valores da corrente no circuito e da tensão nos terminais do diodo. Com a obtenção dos dados concluída foi feito um gráfico U vs i , e a estimação da tensão de ativação do diodo, dependendo da região de operação.