VARIAÇÃO DA RESISTÊNCIA ELÉTRICA COM A TEMPERATURA

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS

CAMPUS POÇOS DE CALDAS

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

FÍSICA II

                VARIAÇÃO DA RESISTÊNCIA COM A TEMPERATURA 

EXPERIMENTO 6

1 - objetivo

Este trabalho tem por objetivo analisar a dependência da resistência elétrica de uma resistência em função da temperatura além de determinar o coeficiente de temperatura e identificar o material estudado no experimento.

2 - introdução

Antes de adentrar à análise da dependência da resistência elétrica de uma resistência em função da temperatura, é importante recordar alguns breves entendimentos envolvidos por trás deste fenômeno, a começar pelo conceito de resistor ou resistência. Um resistor é um componente utilizado em materiais eletroeletrônicos cuja característica principal, conforme seu próprio nome diz, é oferecer resistência à passagem dos elétrons através de seu material [1]. Essa resistência causada pelo resistor tem por objetivo transformar a corrente elétrica que passa por ele em energia térmica (calor), chamado de efeito Joule, ou simplesmente limitar a corrente elétrica em um circuito. [4]

Agora que sabemos o que é resistência e complementando nossa contextualização sobre o assunto, podemos definir resistência elétrica como:

A resistência elétrica é a propriedade do condutor que mede a oposição à passagem da corrente elétrica. Esta corrente pode encontrar maior ou menor dificuldade ao passar por uma carga. Assim, quanto maior o valor da resistência menor será a intensidade da corrente e, quanto menor a resistência, maior a corrente. [2]

A literatura mostra que a resistência de um condutor varia conforme sua temperatura e que nos casos dos metais em especial (que será o nosso objeto de estudo), a resistência aumenta quando a temperatura aumenta. [3]

Com a temperatura alta, algumas partículas que fazem parte do meio condutor começam a vibrar com mais intensidade, e com isso a possibilidade de ocorrer choques entre as partículas que estão na corrente elétrica são maiores, ou seja, é por isso que acontece o aumento da resistência elétrica. [2].

O gráfico de resistência em função da temperatura se assemelha muito com a figura 1 e tem como característica, se apresentar como uma pequena curva, muitas vezes confundindo-se com uma reta.

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Figura 1: gráfico resistência (R) em função da temperatura (t). [3]

A equação que rege esta função é dada por:

R = R0 [ 1 + α(t – t0)]

Logo, temos:

R = R0 + R0 αΔt                                                                    (1)

Onde R0 é a resistência do condutor à temperatura t0, R a resistência do condutor à temperatura t, α o coeficiente que varia conforme o material utilizado e Δt a variação de temperatura entre o ponto inicial e o ponto final aferido.

É preciso ressaltar que o coeficiente de temperatura do material (α) é totalmente dependente do material e doa valor da temperatura e quando este é maior do que zero (α > 0) o material condutor em questão é um metal. [2]

3 - materiais utilizados

- 01 Multímetro digital

- 01 Termômetro de Hg

- 01 Béquer

- 01 Fogareiro elétrico

- 01 Bobina

- 500 ml de Água

4 - procedimento experimental

Para a realização deste experimento foi colocado o tubo contendo fio de cobre dentro do béquer com água e em seguida conectou-se o fio de cobre ao multímetro em função ohmímetro utilizando-se os cabos, conforme ilustra a figura 2 a seguir.

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Figura 2: Representação da atividade.

Com o termômetro dentro do béquer e antes e ligar o aquecedor, foi medido a temperatura inicial (t0) da agua e o valor da resistência elétrica inicial (R0)

Ligou-se o aquecedor por 30 segundos e após esperar a leitura do termômetro estabilizar, foi medida a temperatura final (t) e sua resistência elétrica (R) correspondente, conforme tabela indicativa apresentada no tópico ‘resultados’ a seguir. Para cada medida foi necessário desligar o aquecedor e esperar a leitura do termômetro estabilizar.

De posse de todas as medidas, segue no tópico seguinte a análise dos resultados.

5 – resultados

A temperatura inicial (t0) da agua dentro do béquer antes de ligar o aquecedor foi de 23º C (graus célsius) e a resistência elétrica inicial (R0) foi de 29,9Ω (ohms).

A tabela a seguir corresponde a medida da temperatura final (t) e sua respectiva resistência elétrica (R), com a variação de temperatura Δt entre o ponto em questão e o ponto inicial.

T(Cº)	23	24	26	28	30	32	34	36	38	41	44	46	51	52	53
∆t(Cº)	0	1	3	5	7	9	11	13	15	18	21	23	28	29	30
R (Ω)	29,9	30,0	30,3	30,4	30,7	30,9	31,1	31,4	31,6	31,9	32,1	32,5	32,7	33	33,3

TABELA 1 - Valores da temperatura, sua variação e sua respectiva resistência elétrica.

De acordo com os dados da tabela anterior, apresenta-se a Figura 3, da resistência elétrica, R, em função da variação de temperatura Δt. [pic 4]