Relatório de Eletrodinâmica-Cássio Fagundes

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS - UFAL Instituto de Fsica IF

Curso: Licenciatura em Fsica - Modalidade a Distncia

Disciplina: Fsica Experimental 3

Relatrio de Aula Prtica

Medidas Eltricas

Circuitos Eltricos Resistivos

Aluno: Cssio Fagundes da Silva

Professor: Rodrigo de Paula Almeida Lima

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS - UFAL Instituto de Fsica IF

Curso: Licenciatura em Fsica - Modalidade a Distncia

Disciplina: Fsica Experimental 3

Relatrio de Aula Prtica

Medidas Eltricas


Relatrio do experimento acima citado

realizado no laboratrio de fsica 3, sob a

orientao do Professor Dr. Rodrigo de Paula

Almeida Lima, como requisito para avaliao

da disciplina Fsica Experimental 3.

Macei - 2013

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SUMRIO

Objetivos......................................................................................................................................................03

Material e Procedimento Utilizados.....................................................................................................04 10

Introduo Terica...............................................................................................................................11 12

Resultados e Discurso........................................................................................................................13 16

Concluso.....................................................................................................................................................17

Referncias Bibliogrficas...........................................................................................................................18

Anexos.................................................................................................................................................19 23

3

OBJETIVOS

Medidas Eltricas.

Observar a dependncia da resistncia eltrica nos resistores em funo da corrente e da

tenso a que sejam submetidas. Saber manusear os instrumentos de medidas eltricas (Ampermetro,

Voltmetro, e o Ohmmetro) na medida e anlise de comprimento hmico e no hmico dos resistores.


Observar o comportamento de circuitos resistivos em srie, paralelo e misto com respeito

diversas caractersticas na tenso, na corrente e na potncia eltrica, no relacionamento entre os

componentes e no curto circuito.

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MATERIAL E PROCEDIMENTOS UTILIZADOS

Medidas Eltricas

1- Fonte de alimentao varivel;

2- Fios para ligaes;

3- Instrumentos de medidas (Ampermetro, Voltmetro e Ohmmetro);

4- Resistores diferentes;

5- Bancada.

Procedimentos

Foi utilizado o Kit experimental abaixo:

Fig.1 Kit de instrumentos Utilizado [roteiro da Prof Dr. Maria Socorro].

Posicionamos os resistores de 68, 100, 1K, 4,7 K e 10K na bancada.

Fig.2 Diferentes resistores colocados na Bancada [Autor].

5

Em seguida montamos o circuito eltrico com o Ampermetro e Voltmetro.

Fig.3 Esquema do circuito eltrico montado com resistor, Ampermetro, Voltmetro [roteiro da Prof Dr. Maria Socorro].

Fig.3 Esquema do circuito eltrico montado com resistor, Ampermetro, Voltmetro [roteiro da Prof Dr. Maria Socorro].

Em seguida montamos o esquema e fizemos 10 medidas de Tenso e Corrente para cada um

dos resistores.

.

Fig.4 Circuito eltrico de acordo com o esquema da Fig. 3 de montagem acima, para

medir Tenso e Corrente de cada resistor) [roteiro da Prof Dr. Maria Socorro].

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Material Utilizado:

Fonte de alimentao;

Fios para ligaes;

Instrumentos de medidas (Ampermetro, Voltmetro e Ohmmetro);

Lmpadas de 6V- 0,22A;

Placa para circuito com bocais e conexes.

Procedimentos Experimentais

Foi utilizado o Kit experimental abaixo:

Fig.5 Kit experimental de circuitos eltricos Resistivos.

[roteiro da Prof Dr. Maria Socorro].

Montamos o circuito com as lmpadas enumerando 1, 2 e 3.

Fig.6 - lmpadas 1, 2 e 3 posicionadas na bancada. [autor].

7

Montamos o circuito resistivo em srie de acordo com o esquema abaixo.

Fig.7 Esquema de montagem do circuito resistivo em srie.

[Roteiro da Prof. Dr. Maria Socorro].

Circuito resistivo em srie montado de acordo com o esquema com a fonte ajustada com

U=5,81V e I=0,13Ada Fig.7.

Fig.8 Circuito resistivo em srie [autor].

Medimos a tenso e a corrente para cada lmpada do circuito.

Fig.9 Circuito resistivo em srie com a fonte ligada. [autor].

8

Desconectamos uma das lmpadas do circuito resistivo em srie.

Produzimos um Curte-circuite em uma lmpada, no circuito resistivo em srie.

Fig.10 Circuito resistivo em srie em Curte-Circuite. [autor].

Montamos o circuito resistivo em paralelo de acordo com o esquema abaixo.

Fig.11 Esquema de montagem do circuito resistivo em paralelo.

[Roteiro da Prof. Dr. Maria Socorro].

Circuito resistivo em paralelo montado de acordo com o esquema de montagem da fig.11.

Fig.12 Circuito resistivo em paralelo. [autor].

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Desconectamos uma das lmpadas do circuito.

Causamos um curte-circuite no circuito.

Medimos a tenso e corrente para cada lmpada do circuito em paralelo.

Montamos o circuuito resistivo misto de acordo com o esquema de montagem abixo.

Fig.13 Esquema de montagem do Circuito resistivo Misto.

[Roteiro Prof. Dr. Maria Socorro].

Circuito montado de acordo com o esquema de montagem da fig.13.

Fig.14 Circuito resistivo Misto. [Autor].

Fig.14 Esquema de montagem do Circuito resistivo Misto de

acordo com a Fig.13. [Roteiro Prof. Dr. Maria Socorro].

Desconectamos a lmpada L2 lmpadas do circuito.

Fig.15 Lmpada L2 desconectado do Circuito. [Autor].

10

Desconectamos a lmpada L1 do circuito.

Fig.16 Lmpada L1 desconectado do Circuito. [Autor].

Causamos um curte-circuite na lmpada L1.

Fig.17 Lmpada L1 em curte-circuite. [Autor].

Causamos um curte-circuite na lmpada L3 do circuito.

Fig.18 Lmpada L3 em curte-circuite. [Autor].

Medimos a tenso e a corrente em cada lmpada do circuito.

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INTRODUO TERICA

Andr-Marie Ampre foi dos famosos a estudar sobre a eletrodinmica em especial a corrente

eltrica (I), que por sua vez deram unidade de corrente eltrica de AMPRE (A) em sua homenagem, a

DDP (diferena de potencial eltrico) a tenso (U), foi estuda o por Alexandre Volta, que construiu a

primeira pilha de corrente contnua, por sua vez a unidade de tenso foi dada em sua homenagem VOLT

(V), Georg Simon Ohm foi escreveu a primeira teoria sobre circuito eltrico, em sua homenagem a

unidade de resistncia OHM (). Um circuito eltrico formado por uma fonte de alimentao capaz de produzir tenso e

corrente, so compostos por resistor, capacitor, interruptor, condutor e indutores, quando um campo

eltrico estabelecido em um condutor qualquer, os eltrons livres presentes entram em movimento sob

ao deste campo, para que a corrente consiga percorrer um circuito preciso um condutor, o bom

condutor por sua vez apresenta na sua ltima camada poucos tomos levemente ligados ao ncleo,

possibilitando assim o fluxo dos eltrons da corrente, j nos isolantes os eltrons da ltima camada esto

fortemente ligados ao ncleo, impossibilitando o fluxo dos eltrons e so chamados de dieltricos.

A resistncia eltrica por sua vez, tem a capacidade de se impor a passagem dos eltrons, e

quando a corrente percorre alguns desses resistores podem emitir luz e calor, quando emitimos certa

quantidade de tenso (U) no circuito eltrico, cria-se certa quantidade de corrente (I), para a maior parte

dos condutores s grandezas tenso e corrente so diretamente proporcionais, quando isso acorre dizemos

que so resistores so Ohmicos. A relao entre essas duas grandezas constante.

=constante eq.01

Desprezando a o calor dissipado pelos resistores eles se classificam como Ohmicos e no-

Ohmicos, a equao 01 nos fornece uma relao de tenso e corrente, mantendo a resistncia constante e variando linearmente. Os resistores no-homicos, a tenso e a corrente no so diretamente proporcional e

a resistncia varivel.

Os circuitos eltricos se classificam como sendo associao em: Srie, Paralelo e Misto.

Associao em Srie.

Os resistores so ligados um em seguida do outro de modo a ser percorrido pela mesma

corrente, h apenas um caminho para a corrente.

Fig.19 Associao em srie de resistores

[roteiro Prof . Dr.Maria Socorro].

A tenso fornecida a esta associao igual soma das tenses em cada resistor.

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A corrente eltrica mesma em cada resistor.

Associao em paralelo

Nesta associao os resistores so ligados pelos terminais de modo que fique submetido

mesma tenso, cada resistor oferece um caminho alternativo para a corrente entre esses pontos.

Fig.20 Associao em paralelo de resistores


A corrente eltrica nesta associao no a mesma em cada resistor, para saber a corrente

total do circuito basta soma das correntes nos resistores:

A tenso a mesma em todos os resistores mantendo-se a relao:

Associao Mista

Esta associao contm resistores em srie e em paralelo ao mesmo tempo.

Fig.21 Associao Misto de resistores


Curte-circuite:

Quando a h contato entre dois condutores no circuito

Multmetro um aparelho utilizado para medir grandezas eltricas, como correntes eltricas,

tenso eltrica e resistncia eltricas.

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RESULTADOS E DISCURSES

Medidas Eltricas

Tabela 1

Dez medidas de tenso e corrente para cada resistor.

Medidas Tenso (V) R= 68 I (mA)

R= 100 I (mA)

R= 1 K I (mA)

1 0,00 00,00 00,00 00,00

2 0,50 07,49 05,10 00,50

3 1,00 14,97 10,20 01,00

4 1,50 22,50 15,30 01,50

5 2,00 29,90 20,30 02,00

6 2,50 37,40 25,40 02,50

7 3,00 45,00 30,40 03,00

8 3,50 52,30 35,40 03,50

9 4,00 59,80 40,50 04,00

10 4,50 67,30 45,60 04,50

Grfico 1 relao tenso em funo da corrente para R=68.

y = 14,96x R = 1

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 1 2 3 4 5

Corr

ente

I (

mA

)

Tenso U (Volt)

Tenso versus Corrente

Srie1

Linear (Srie1)

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Grfico 2 relao tenso em funo da corrente para R=100.

Grfico 3 relao tenso em funo da corrente para R= 1K.

Comprovamos atravs dos grficos1, 2 e 3 tenso(U)=f (corrente(A)), que todos os resistores

so Ohmicos, pois a razo

permaneceu constante, e variam linearmente, provando que a resistncia

dos resistores no varia com as variaes da tenso e da corrente.

y = 10,135x R = 1

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 1 2 3 4 5

Corr

ente

I (

mA

)

Tenso U(Volt)


Srie1

Linear (Srie1)

y = x R = 1

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 1 2 3 4 5

Corr

ente

I(m

A)

Tenso U (Volt)


Srie1

Linear (Srie1)

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1- Circuito Resistivo em Srie

Quando desconectamos uma das lmpadas do circuito as outras se apagaram devido

interrupo da corrente, pois neste circuito s existe um caminho para corrente ela entra de um alado do

resistor e sai do outro lado, pois no circuito em srie a corrente a mesma em todos os resistores,

notamos tambm que a tenso total fornecida ao circuito igual soma das tenses de cada um dos

resistores, e como as lmpadas tem a mesma potncia elas tambm tem a meso tenso, e quando

causamos um curte-circuite em uma das lmpadas, s a lmpada do curte-circuite apagou, as outras

continuaram acesas, provando que os eltrons prefere percorrer pelo fio onde oferece resistncia nula .

Tabela 2 Medidas da Tenso e corrente para cada um das lmpadas do circuito.

Componentes Corrente Eltrica: I (Ampre) D.D.P: U(Volt)

Lmpada 1 0,25 1,84

Lmpada 2 0,25 2,11

Lmpada 3 0,25 1,91

Fonte 0,13 5,81

Conclumos de acordo com os dados da tabela, que a corrente foi mesma em cada um das

lmpadas, e que a soma total das tenses de cada lmpada foi igual tenso fornecida pela fonte ao

circuito.

Usando a eq.02 temos: 5,86 V

Fazendo o clculo do erro percentual:

provado que a soma total das tenses de cada lmpada foi igual a tenso da fonte fornecida

ao circuito, j que o erro percentual foi de 0,86% dentro da margem de erro permitida que de 5%.

2- Circuito Resistivo em Paralelo

Quando desligamos uma das lmpadas do circuito, apagou apenas a lmpada que desligamos,

as outras permaneceram acesas, neste circuito a corrente eltrica tem vrios caminhos e independe uma da

outra na entrada de corrente, podemos perceber que todas as lmpadas apresentam mesma tenso total

do sistema, quando causamos o curte-circuite em uma das lmpadas do circuito, todas as lmpadas do

circuito apagaram-se, isso acontece porque interrompe a corrente do sistema, e que a soma das correntes

de cada lmpada igual corrente total fornecida ao sistema, este tipo de associao usado em

instalao eltrica de casas, pois se uma das lmpadas apagarem, os restantes permaneceram acesos, e

tenso fornecida de acordo com a potncia de cada eletrodomstico.

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Tabela 3- Medidas das Tenses e Correntes de cada lmpada do circuito Resistivo em paralelo.


Lmpada 1 0,39 3,88

Lmpada 2 0,39 3,88

Lmpada 3 0,39 3,88

Fonte 1,17 3,90

Provando que a soma das correntes das trs lmpadas igual corrente total fornecida ao

circuito que igual a I=1,17.

Fazendo o clculo do erro percentual para a tenso:

provada a tenso em cada uma da lmpada igual tenso da fonte fornecida ao circuito, j

que o erro percentual foi de 0,51% para cada lmpada, que estar dentro da margem de erro permitida que

de 5%.

3- Circuito Resistivo Misto

Neste circuito a lmpada 1 tem a mesma corrente fornecida pela fonte, e quando chega na

ligao em paralelo esta corrente dividida entre as lmpadas 2 e 3, ao desligarmos a lmpada 1 que estar

ligada em srie, todas as outras lmpadas ( 2 e 3 ) apagaram-se, devido a interrupo da passagem da

corrente na lmpada 1, em seguida desconectamos a lmpada 2 ligado em paralelo com a lmpada 3,

notamos que apenas a lmpada 2 apagou, a lmpada 1 e 3 ficaram acesas, desconectando a lmpada 3, as

lmpada 1 e 2 permaneceram acesas tambm com mesma intensidade de luminosidade, a explicao

que quando retiramos a lmpada 3 do circuito, o circuito torna-se uma ligao em srie com a corrente

sendo a mesma para as lmpadas 1 e 2, por isso a explicao da luminosidade, quando causamos o curte-

circuite na lmpada 1, as lmpadas 2 e 3 permaneceram acesas e aumentaram a intensidade da

luminosidade, quando causamos o curte-circuite na lmpada 2, apagaram-se a lmpada 3 que estar em

paralelo, e a lmpada 1 permaneceu acesa, a explicao que a corrente percorre pelo fio de resistncia

zero, no chegando a lmpada 3, e quando causamos o curte-circuite na lmpada 3, apenas a lmpada 2

apaga a lmpada 1 fica acesa a intensidade de luminosidade aumenta, na tabela deixa claro que a corrente

da lmpada 1 igual a corrente fornecida pela fonte, e que a soma das correntes das lmpadas 2 e 3

ambas ligados em paralelo igual a corrente da lmpada 1.

Tabela 4- Medidas das Tenses e Correntes de cada lmpada do circuito Resistivo Misto.


Lmpada 1 0,33 3,0

Lmpada 2 0,17 0,9

Lmpada 3 0,17 0,9

Fonte 0,33 3,92

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CONCLUSO

Ficou concludo que a relao da corrente eltrica e tenso atravs da eq.01

e do grfico

se manteve linearmente e constante para cada resistores, e que prova que os resistores so Ohmicos.

Na associao em srie comprovamos atravs do instrumento Multmetro, que a corrente

eltrica fornecida pela fonte, a mesma em cada lmpada do circuito, logo a tenso eltrica fornecida

pela fonte, igual soma das tenses em cada resistor, foi verificado tambm que quando desconectamos

a lmpada 1, foi interrompida toda a corrente fornecida ao circuito, logo todas as lmpadas apagaram-se,

quando causamos um curte-circuite em uma das lmpadas, apenas a lmpada em que foi causado o curte

circuite apagou, deixando claro que os eltrons da corrente eltrica prefere percorrer condutor(fio) que

no oferece resistncia, o restante das lmpadas dos circuito permaneceram ligadas. Na associao em

paralelo tenso a mesma em todas as lmpadas, a corrente fornecida igual soma das correntes de

cada lmpada de acordo com a eq.03, quando desconectamos uma das lmpadas as outras lmpadas

continuaram acesas, pois a corrente eltrica distribuda e percorrem por outro caminho, quando

causamos o curte-circuite em uma das lmpadas desta associao, todas as lmpadas apagou-se devido a

toda a corrente do circuito passar pelo curto circuito, este tipo de associao usado em residncias, na

associao de resistores misto, quando desligamos a lmpada1 ligada em srie, apagaram-se todas as

lmpadas do circuito, pois foi interrompida a corrente fornecida ao circuito, quando desligamos a

lmpada 2, a lmpada 1 e 3 ficaram acesas, pois a lmpada L1 recebe corrente diretamente da fonte e L3

estar ligado em paralelo com L2, pois nesta ligao a corrente percorre por vrios caminhos, quando

desconectamos a lmpada L3, a lmpada L2 e L1 ficaram em srie apresentando a mesma intensidade de

luminosidade com a mesma corrente, quando causamos o curte-circuite na lmpada L1, apenas ela

apagou, L2 e L3 ficaram acesas e aumentaram a intensidade por igual da corrente, pois neste caso a

corrente percorre o fio que no oferece resistncia, quando causamos curte circuite na lmpada L2,

apagou L3 e L1 ficou acesa, pois quando colocamos em contato os dois fios energizado h um

superaquecimento e um aumento de corrente neste local.

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BIBLIOGRAFIA

SEAR, F.; ZEMANSKY, M. W; YOUNG, H. D.; FREEDMAN, R. A.; Eletromagnetismo.12Ed. So Paulo: Ed. Adiison Wesley, (2008).

HALLIDAY, D., RESNICK, R. & WALKER, J. Fundamentos de Fsica 3 . Eletromagnetismo. 8 ed. Rio Janeiro: LTC, 2009.

Associao de Resistores. S fsica. Disponvel em: http://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrodinamica/associacaoderesistores.php.

Acesso em 29/11/2013.

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ANEXOS

Documents

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