Resistores Lineares e Não-lineares

[pic 1]

UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS

INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS

DEPARTAMENTO DE FÍSICA

UNIDADE I

RESISTORES LINEARES E NÃO LINEARES

Disciplina: IEF102 Física Geral e Experimental B

Discente: Flávio Henrique da Silva                21201541

MANAUS/ AM

2019

---

INTRODUÇÃO

Este experimento tem como objetivo verificar o comportamento linear ou não-linear de alguns elementos resistivos com base na aplicação de determinada corrente (i), resultando em uma potência (V), esta relação estando, portanto, sujeita às características de cada elemento resistivo.

Sabemos que todos os corpos estão associados á uma medida que se refere á dificuldade de passagem da corrente; ou seja, para cada corpo existe um valor, chamado Resistência, que mede o quão aquele corpo está apto a propagar uma corrente. Nesse caso, a Resistência (R) de um corpo pode ser calculada a partir da diferença de potencial (d.d.p.)dado em  (V) e da intensidade da corrente (i) que atravessa o corpo, dado em Ampere através da equação:

R = V/i

Há dois grandes tipos de resistores; o linear, ou ôhmico, é aquele para qual a razão entre a d.d.p. e a intensidade da corrente que atravessa o corpo é constante; ou seja, o gráfico que representa a diferença de potencial e a corrente elétrica é uma reta.

[pic 2]

Entretanto, há resistores não lineares, ou seja, o gráfico da diferença de potencial com a intensidade da corrente é curva; portanto, a razão entre a d.d.p. e a corrente não é constante. O gráfico a seguir mostra um gráfico genérico com essa configuração

[pic 3]

Gráfico 2: Curva de um resistor não linear

Para o resistor ôhmico, o cálculo da resistência é feita a partir do valor da tangente da reta, ou seja, do coeficiente angular da equação de ajuste de reta para os resultados obtidos. No entanto, para resistores não lineares, como a resistência do corpo varia, devemos definir uma resistência aparente para cada ponto.

PARTE EXPERIMENTAL

MATERIAL NECESSÁRIO

1 resistor

1 lâmpada incandescente

1 diodo

1 fonte de CC variável

1 amperímetro

1 protoboard

[pic 4]

Figura 1: Esquema elétrico da montagem

EXPERIMENTO

1. Monte um circuito em série colocando inicialmente o resistor, Fig. 1. Use as saídas + e – da fonte: o ponteiro do instrumento não pode ultrapassar a escala; ligue os instrumentos inicialmente nas escalas mais baixas e só depois procure a escala apropriada.
2. Iniciando com valor 1,0 V , varie a tensão de entrada até 6,0 V , anotando os valores correspondentes de corrente i. Utilize a escala 200 mA.
3. Desligue a fonte e troque o resistor pela lâmpada. Iniciando valor de 0,5 V , varie a tensão até 3,0 V , anotando os valores correspondentes de corrente i. Utilize a escala de 200 mA.
4. Desligue a fonte e troque a lâmpada pelo diodo. Iniciando com a tensão de entrada de 0,5 V , varie a tensão de 0,1 V até 1,0 V , anotando os valores correspondentes de corrente i, Inverta a posição do diodo em caso de dificuldades de leitura. Utilize a escala de 10 A.

Com a realização dos procedimentos de 1 a 4, os resultados são mostrados nas Tabelas 1, 2 e 3 e seus respectivos gráficos, abaixo:

RESISTOR
V (V)	i (A)
1,0	10,2
2,0	20,1
3,0	29,8
4,0	40,0
5,0	50,2
6,0	59,8

Tabela 1: Relação da corrente (i) em função da tensão (V)

[pic 5]

Figura 1: Gráfico de V = f(i) para o Resistor

LÂMPADA
V (V)	i (A)
0,5	0,15
1,0	0,21
1,5	0,25
2,0	0,29
2,5	0,32
3,0	0,36

Tabela 2: Relação da corrente (i) em função da tensão (V)

[pic 6]

Figura 2: Gráfico de V = f(i) para a Lâmpada

DIODO
V (V)	i (A)
0,5	0,03
0,6	0,19
0,7	0,35
0,8	0,86
0,9	1,96
1,0	3,06

Tabela 3: Relação da corrente (i) em função da tensão (V)

[pic 7]

Figura 3: Gráfico de V = f(i) para o Diodo

Cálculo de Resistência

Determinou-se a resistência aparente (Ra = V/i) e uma resistência diferencial (Rd=dV/di) para três pontos equidistantes da curva em cada gráfico.

1) Resistor: Tomando como referência os pontos onde temos as seguintes voltagens V = 2,0 V, V = 4,0 V e V = 6,0 V, desta forma a resistência aparente (Ra=V/i) seria melhor avaliada.

RESISTOR
V (V)	i (A)	Ra= V/i
2,0	20,1	0,10
4,0	40,0	0,10
6,0	59,8	0,10

Tabela 4: Resistência aparente para o Resistor.

Desta forma, é possível perceber que a resistência em todos os pontos do gráfico de V = f(i) é sempre 0,10 V/A, mostrando assim que este resistor é linear.

2) Lâmpada: o cálculo da resistência aparente se procedeu da mesma forma para o resistor, no entanto a conversão de ampere não precisou ser feita visto que já se encontrava na unidade desejada, sendo assim:

LÂMPADA
V (V)	i (A)	Ra= V/i
1,0	0,21	4,76
2,0	0,29	6,90
3,0	0,36	8,33

Tabela 5: Resistência aparente da Lâmpada.

...