Medidas de resistência, tensão e corrente, em consonância com a verificação da lei de Ohm

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INSTITUTO DE QUÍMICA DE ARARAQUARA

“JÚLIO DE MESQUITA FILHO”

Física-Experimental II

Prática 02: “Medidas de resistência, tensão e corrente, em consonância com a verificação da lei de Ohm”

Discentes: Ana Maria Romão Polez

Arielly Samara Perez

Beatriz Caroline Martins

Guilherme Ribeiro Brito

Michel Thobias Friedmann dos Reys

Docente: Prof. Dr. Lorival Fante Junior

Araraquara, Novembro de 2021

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1. Introdução

George Simon Ohm foi um físico alemão que viveu entre os anos de 1789 e 1854 e que deu origem à famosa Lei de Ohm!. Ele verificou experimentalmente que existem resistores nos quais a variação da corrente elétrica é proporcional à diferença de potencial (ddp), realizando experimentos com diversos tipos de resistores, de modo a aplicá-los em diferentes intensidades de voltagens.

Dessa forma, percebeu-se que nos metais a relação entre a corrente elétrica e a diferença de potencial se mantinha constante, o que deu origem à relação matemática descrita abaixo, que demonstra que a voltagem aplicada nos terminais de um condutor é proporcional à corrente elétrica que o percorre:

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Observa-se que a resistência de um fio condutor é proporcional ao seu comprimento e inversamente proporcional a sua área A, portanto:

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Neste caso, a constante de proporcionalidade é chamada de resistividade do material e suas unidades no SI são (Ω.m). Os metais e ligas metálicas são os materiais com menor resistividade e, por este motivo, os melhores condutores.

Outros materiais apresentam um comportamento substancialmente diferente da Lei de Ohm, neles a dependência entre V e não é uma relação linear e, razão pela qual, são denominados de materiais não-ôhmicos ou não-lineares.

Quanto aos equipamentos que são utilizados, vale destacar os:

• Multímetros: são aparelhos medidores multifuncionais e podem ser utilizados como amperímetro, voltímetro e também como ohmímetro.

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• Amperímetro: é utilizado para medir a intensidade da corrente elétrica que passa através da seção transversal de um condutor. Como a corrente elétrica passa através dos condutores e dispositivos ligados a ele, para aferir a corrente que passa por uma região de um circuito, deve-se colocar o amperímetro em série, para que as medições sejam precisas, é esperado que o amperímetro tenha uma resistência muito pequena comparada às do circuito, assim, idealmente o amperímetro deveria ter resistência igual a zero.
• Voltímetro: é um aparelho que realiza medições de tensão elétrica em um circuito, para aferir a diferença de tensão entre dois pontos de um circuito, coloca-se o voltímetro em paralelo com a cessão do circuito compreendida entre esses dois pontos. Por isso, que para as medições sejam precisas, o voltímetro tem uma resistência muito grande comparada às do circuito, assim, idealmente deveria ter resistência infinita

2. Objetivos

Tem-se como objetivo inicial, a familiarização com os equipamentos disponíveis no laboratório (ohmímetro, voltímetro e amperímetro). Dessa forma, foi feita a medição das resistências dos resistores, da tensão e da corrente dos circuitos, com o objetivo de verificar experimentalmente a validade da Lei de Ohm. O qual é garantido quando a resistência é constante, independentemente dos valores de tensão aplicados.

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3. Resultados e Discussões

3.1 Simulações e atividades prévias

Na simulação, foi obtido o seguinte circuito em série:

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Imagem 1. Circuito em série obtido do simulador

• verificado que o circuito obtido é o equivalente ao seguinte diagrama esquemático:

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Imagem 2. Diagrama esquemático do circuito obtido pelo simulador

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Mediu-se, com auxílio de um voltímetro, a tensão da bateria e dos resistores:

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Imagem 3. Medida da tensão da bateria

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Imagem 4. Medida da tensão do resistor com 1kΩ.

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Imagem 5. Medida da tensão do resistor com 10kΩ.

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De maneira análoga, com auxílio de um amperímetro, mediu-se a corrente que passa por cada um dos componentes do circuito:

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Imagem 6. Medida da corrente em cada componente do circuito

Assim sendo, obteve-se uma corrente de 0,14A para todas as componentes do circuito, no entanto, a tensão variou conforme a bateria e o resistor medido (vide imagens 3, 4 e 5).

Para calcularmos a resistência ( R ) precisamos antes calcular o ddp gerado, para isso, foi feita a seguinte conta:

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