Descrição de corte superior de uma casa

GFI 130- Projetos de Física 1

ABI – Engenharia

Turma: 34B

Professor: Raphael Aparecido Sanches Nascimento

 

 

[pic 1]

 

 

Relatório prática 4 – Ponte de Wheatstone e Capacitores.

 

 

 

                                                                 Felipe Abrahão Mantovani

Gilson Douglas Zenith

Gustavo Pereira Costa

João Victor Silva Lara Marques Elias

Lavras

2019

Objetivo

 

Neste experimento, procura-se entender o uso e aplicar a ponte de wheatstone para descobrir resistências desconhecidas. Além disso, fazer o uso de diferentes materiais isolantes (dielétricos) entre as placas de um capacitor para descobrir as influências que trarão para o valor da capacitância.

 

Resumo

 

A realização desta prática consistiu em três etapas, sendo a primeira dela destinada ao estudo da Ponte de Wheatstone e as duas seguintes ao estudo de capacitores de placas paralelas com ar e outros materiais como dielétrico. A Ponte de Wheatstone permitiu analisar e determinar as resistências elétricas no circuito, por meio de um potenciômetro, a fim de validar a teoria e comparar o valor prático ao teórico; com esse modelo de circuito, o experimento foi realizado três vezes com diferentes resistores, podendo distinguir as variações causadas no valor do potenciômetro. Já o estudo de capacitores de placas paralelas indicou a distância entre as placas e os materiais em seu meio como determinantes da variação da capacitância, estudo oqual será analisado posteriormente.

 

 

 

 

 

 

   

Materiais utilizados e Procedimento Experimental

• 1 resistor de 100 Ω 
• 1 resistor de 2,2 kΩ 
• 2 resistores de 4,7 kΩ 
• 1 resistor de 10 kΩ 
• 1 potenciômetro de 50 kΩ 
• 1 fonte de tensão contínua
• 1 Placa Protoboard
• 1 Capacitor Variável
• 1 Multímetro
• 1 Capacímetro
• Fios
• Folha sulfite
• Placa de MDF
• Papelão

Imagem 1: Multímetro

[pic 2]

Fonte: Baú da Eletrônica (2017)

Imagem 2: Potenciômetro

[pic 3]

Fonte: Ebah (2013)

Imagem 3: Placa Protoboard

[pic 4]

Fonte: Filipe Flop (2015)

Imagem 4: Resistores

[pic 5]

Fonte: Tiedt (2019)

Procedimentos  

A realização do experimento de ponte de Wheatstone foi separada em 3 partes. A primeira consistiu em montar um circuito de ponte de Wheatstone e as duas seguintes abrangeram um capacitor de placas paralelas com ar e outros materiais como dielétricos.

Inicialmente montou-se um circuito com resistores de 10, 4,7 e 2,2 k ohms e

um potenciômetro. Após conectar-se um galvanômetro nos pontos indicados, ajustou-se o potenciômetro de modo que fizesse o galvanômetro zerar. Com a fonte de tensão desligada, retirou-se o potenciômetro a fim de medir a resistência aplicada no circuito e analisar o resultado do experimento. Trocou-se o resistor de 2,2 ohms por um de 4,7 ohms e realizou-se novamente os passos descritos anteriormente. Fez-se, então, outra troca, o novo resistor de 4,7 ohms por um de 100 ohms e repetiu-se o experimento com o novo circuito a fim de realizar novas conclusões.

Para a realização da segunda parte do experimento usou-se um capacitor de placas paralelas conectado por cabos a um capacímetro. Mediu-se o raio e, então, calculou-se a área das placas. A distância da placa foi variada 10 vezes a fim de obter 10 diferentes valores da capacitância.

Por fim, na terceira etapa, ainda utilizando o capacitor de placas paralelas, foi colocado entre as placas 3 diferentes materiais, com a espessura previamente medida com o auxílio de um micrômetro, para observar as alterações causadas na capacitância.

Introdução Teórica

Ponte de Wheatstone

Com base no Prof. Edgar Zuim (p.1)

 O circuito de losango ou ponte de Wheatstone é um esquema de montagem de elementos elétricos que permite a medição do valor de uma resistência elétrica desconhecida. Foi desenvolvido por Samuel Hunter Christie em 1833, porém foi Charles Wheatstone quem ficou famoso com a montagem, tendo-o descrito dez anos mais tarde.

Imagem 5: Ponte de Wheatstone

[pic 6] 

Fonte: Universia Enem (2016)

 

A ponte de Wheatstone é uma montagem que serve para descobrirmos o valor, com boa precisão de uma resistência elétrica desconhecida.

A ponte consiste em dois ramos de circuito contendo dois resistores cada um e interligados por um galvanômetro. Todo conjunto deve ser ligado a uma fonte de tensão elétrica.

Para determinar a resistência do resistor desconhecido (Rx), basta ajustar R2 até que a leitura no voltímetro seja zero, ou seja, Ponte em Equilíbrio.

A resistência R2 é variável, usando um potenciômetro, permitindo assim através de um ajuste “zerar” a ponte, obedecendo a fórmula:

R2/R1=R3/Rx (1)

Rx= (R2/R1) *R3 (2) O que vale dizer:

R2*Rx = R1*R3 (3)

Capacitores 

Capacitores são elementos reativos que reagem à passagem de corrente através do acúmulo de cargas elétricas, ou seja, o capacitor é capaz de armazenar energia eletroestática.  

De acordo com Virtuous Tecnologia da Informação (2008-2019):

Em circuitos eletrônicos alguns componentes necessitam que haja alimentação em corrente contínua, enquanto a fonte está ligada em corrente alternada. A resolução deste problema é um dos exemplos da utilidade de um capacitor.

Este equipamento é capaz de armazenar energia potencial elétrica durante um intervalo de tempo, ele é construído utilizando um campo elétrico uniforme. Um capacitor é composto por duas peças condutoras, chamadas armaduras e um material isolante com propriedades específicas chamado dielétrico.