apl 1.2 física 10ºano

8/20/2019 APL 1.2 Física 10ºAno

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• :emperatura&

• 5esist2ncia&

• Pot2ncia&

• :ransfer2ncias e transforma!#es de energia.

8tividade Pratico"laboratorial

9aterial:• 5e"stato&

• ;olt%metro&

• *mper%metro&

• <onte +uminosa&

• Painel fotovoltaico

squema de montagem:(Circuito eletrico e ainda a fotogra0a da montagem)

Procedimento:

/. Preenc4eu-se o quadro 6.

. Come!ou por efetuar-se a montagem do circuito eléctrico, tendo-se em aten!o

que o candeeiro devia ser ligado uns minutos antes de efetuar as medi!#es,

para 4omogeneizar a temperatura do painel

. 6luminou-se a célula fotovoltaica com a luz proveniente de uma l=mpada de

incandesc2ncia, que fez um =ngulo de > com a normal ' célula, tendo-se o

cuidado de a dist=ncia dal=mpada de incadesc2ncia ao painel se ter mantido

constante durante toda a experi2ncia.

@. <ec4ou-se o interruptor e colocou-se o cursor do re"stato na posi!o

correspondente ' maior resist2ncia do circuito. Efetuaram-se as leituras da

intensidade da corrente e da diferen!a de potencial e registou-se no quadro 66.

A. <ez-se variar a resist2ncia do circuito, deslocando, sucessivamente, o cursor do

re"stato. Para cada posi!o do cursor, efetuara-se as leituras da intensidade da

*P+/.



corrente e da diferen!a de potencial nos terminais do re"stato e registe no

quadro 66.

B. 5epitiu-se toda a sequ2ncia experimental, fazendo variar a inclina!o da

l=mpada de incandesc2ncia em rela!o ' célula, para @A, mantendo as

mesmas condi!#es iniciais, e registou-se no quadro 666.

3egisto das observações:

• Instrumentos de medida

Instrumento de medida Incerte&a absoluta 2sensibilidade4

5égua >,Amm*mper%metro >,/*

;olt%metro >,>>/;

Inclinação: ;< Inclinação: .1<

I 284 52=4 32 4 P2>4 I 284 52=4 32 4 P2>4

/DB >,>>,>>>@

/B,B /> >,>>

/,BFE->A

>,A@

/@ >,A>,>>/

/B/,B@ /F,A >,FA

>,>>/AD@

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/F@ >,@@F>,>>AB

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>,>>@

B>,FF@

/@,B >,B/F>,>>@/A

D/,BB

/@A,D >,AD

>,>>@>A

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/,AD / >,ADF >,>>@D

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FF>,BA

FD,/ >,FD

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BAD,

F,D >, >,>/>A BA,@F

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FAB,FF AD, >,/

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@A>,DA A,/ >,D

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A, >,F>,>/BBF

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@F >,D >,>/D/@D @, @,B >,D/@ >,>/@AA ,DB@

@, >,D>B>,>>DF

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@,BD@

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,/F

B

>,DB

>,>D

D,B ,A >,D@

>,>FA

>,DA@

*P+/.

QuadroI



>,D >,D>,>>>

,BFA

,@ >,D@

>,>FBBA

>,B/B

>,B >,D>,>>D

,@A ,F >,DB

>,>/

>,>

Tratamento de dados:

# Para cada uma das situações? construiram"se? no programa /cel? os

grá)cos da pot0ncia em -unção da resist0ncia P @ - 234

% 8 partir da análise de cada um dos grá)cos:

6denti0que em que condi!#es a pot2ncia fornecida pela célula é

maximizada.

Grá0co 6 H 6nclina!o7 >7 a resist2ncia exterior de I >,>>@ Ω otimiza o rendimento

do painel fotovoltaico, que corresponde a uma pot2ncia máxima de D/,BD J.

Grá0co 66 H 6nclina!o7 @A7 a resist2ncia exterior de I >,>>A Ω optimiza o

rendimento do painel fotovoltaico, que corresponde a uma pot2ncia máxima de

B,FJ.

Compare as pot2ncias máximas nas duas situa!#es e os respectivos

valores da resist2ncia.

Comparando os dois grá0cos, pode concluir-se que, quando a incid2ncia de radia!o

é perpendicular ao painel fotovoltaico, a pot2ncia máxima é maior.

* 7rAtica dos resultados

Estes resultados foram otidos ap"s uma prévia estailiza!o da temperatura dos

semicondutores constituintes do painel fotovoltaico.

$ma vez que o seu funcionamento depende da temperatura, deixou-se incidir a

radia!o durante um certo intervalo de tempo, antes de se iniciar a experi2ncia.

C4ama-se, tamém, a aten!o de que, nas duas experi2ncias efetuadas, se

manteve constante a dist=ncia entre a l=mpada de incandesc2ncia e o painel

fotovoltaico (/A cm). *penas se variou a inclina!o do painel.

*P+/.

Kuadro



Questões pBs"laboratoriais:

# Qual ! a trans-ormação de energia que ocorre na c!lula -otovoltaica'

1corre transforma!o de energia solarLeletromagnética em energia elétrica.

% Para cada um dos grá)cos obtidos? indique o valor da resist0ncia que

otimi&a o rendimento da c!lula -otovoltaica

Grá0co 6 H 6nclina!o7 >7 a resist2ncia exterior de I >,>>@ Ω otimiza o rendimento

do painel fotovoltaico, que corresponde a uma pot2ncia máxima de D/,BD J.

Grá0co 66 H 6nclina!o7 @A7 a resist2ncia exterior de I >,>>A Ω otimiza o rendimento

do painel fotovoltaico, que corresponde a uma pot2ncia máxima de B,FJ.

* pot2ncia é máxima quando a resist2ncia interna do painel fotovoltaico iguala a

resist2ncia externa.

* Qual a inclinação apropriada do painel para que receba o má/imo de

radiação incidente'

* inclina!o adequada é >, de modo a que a radia!o incida perpendicularmente

no painel fotovoltaico.

. O que aconteceria se repetissem a e/peri0ncia? mantendo constante a

inclinação e variando? apenas? a distCncia da lCmpada de

incandesc0ncia D c!lula'* pot2ncia é a energia que o painel recee por unidade de tempo. * pot2ncia iria

ser maior quanto menor fosse a dist=ncia entre a l=mpada de incandesc2ncia e a

célula. 1u seja, se a dist=ncia aumentasse, a pot2ncia diminuiria& por outro lado, se

a dist=ncia diminu%sse, a pot2ncia aumentaria.

1 7omo deverão ser montados os pain!is -otovoltaicos no tel,ado de

uma casa para que o seu rendimento seja má/imo'

Mevem ser montados perpendicularmente 's radia!#es solares, de maneira a que a

resist2ncia exterior ao sistema de painéis seja inferior ou igual ' resist2ncia de

máximo rendimento do conjunto de painéis.

6 +upon,a que pretende instalar numa ,abitação pain!is -otovoltaicos?

de modo a colocar em -uncionamento os seguintes eletrodom!sticos:

Eogão el!trico 2P @ %;;; >4F máquina de lavar 2P @ #;;; >4

stime a área desses pain!is solares? sabendo que cada painel utili&a

a pot0ncia de G1 > de radiação solar por cada metro quadrado

*P+/.



- Pot2ncia 3til necessária7 >>> J.

6 N PL* O * N PL6 O * N >>>LFA N @>m

G Que tipo de associação se deve -a&er entre os pain!is para se obter o

resultado pretendido'Meve associar-se os painéis em paralelo.

H 8 região onde se locali&a a ,abitação terá alguma inu0ncia no

rendimento dos pain!is' na pot0ncia Jtil disponibili&ada pelos

pain!is' (usti)que

8im, quanto maior for a quantidade de sol (radia!o)Lenergia dispon%vel, maior será

a pot2ncia 3til do painel.

K Indique vantagens e desvantagens na utili&ação de pain!is

-otovoltaicos

;antagens7

- no disp#em de partes m"veis (so constitu%dos por m"dulos agrupados em

painéis, o que l4es permite agruparem-se mediante as necessidades energéticas&

- so inofensivos para o meio amiente, já que a transforma!o de energia solar em

energia elétrica no produz qualquer res%duo&

- necessitam de pouca manuten!o, dado que a pluviosidade normal se encarrega

de manter os painéis limpos&- t2m um elevado tempo de vida.

Mesvantagens7

- as tecnologias utilizadas t2m um elevado custo de produ!o&

- t2m aixo rendimento de converso&

- exigem a ocupa!o de grandes áreas de terreno, para a produ!o de quantidades

signi0cativas de energia.

#;3esponda D questão problema: Pretende instalar"se um painel

-otovoltaico? de modo a produ&ir a energia el!trica necessária ao

-uncionamento de um conjunto de eletrodom!sticos 7omo proceder

para que o rendimento seja má/imo'

* montagem deverá ser otimizada, para que a resist2ncia exterior ao sistema de

painéis seja a resist2ncia de máximo rendimento do conjunto de painéis.

Libliogra)a

endon!a, +. 8., Mantas, . d., Q 5amal4o, . M. (>>).Caderno de Actividades Laboratoriais Jogo de

Partículas. +isoa7 :exto Editora.

*P+/.

F

apl 1.2 física 10ºano

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