UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PERNAMBUCO - UNICAP

LABORATÓRIO DE FÍSICA III – FIS

Relatório 1º GQ

Alunos: Ovídio Inácio

Klayne Kettiley

Michellayne Viana

Murillo Alexandre

Recife

Março 2015

Laboratório de Física III

RELATÓRIO 1º GQ

Relatório do laboratório de Física III sobre circuitos elétricos, apresentado ao professor João Antônio.

Recife, 27 de Março de 2015.

SUMÁRIO

1. FOLHA DE ROSTO

2. SUMÁRIO

3. INTRODUÇÃO

4. CIRCUITOS ELÉTRICOS I

5. CIRCUITOS ELÉTRICOS II

6. CIRCUITOS ELÉTRICOS III

7. RESISTIVIDADE

INTRODUÇÃO

Neste trabalho serão apresentadas analises de experimentos em laboratório sobre circuitos elétricos

Prática 1:Circuitos Elétricos I

Objetivo:

Aprender na prática como funciona um circuito elétrico, conhecer os elementos que compõem os circuitos e os significados de corrente elétrica e resistência elétrica.

Fundamentação Teórica:

Um circuito elétrico é a ligação de elementos elétricos, tais como resistores, indutores, capacitores, linhas de transmissão, fontes de tensão, fontes de correntes e interruptores, de modo que formem um caminho fechado para a passagem da corrente elétrica.

- Resistor: Sua função é dificultar a passagem da corrente elétrica em um circuito.

- Capacitor: Tem a função de armazenar energia oriunda de um campo elétrico.

- Indutor: Tem a função de armazenar energia oriunda de um campo magnético. Normalmente ele é construído como uma bobina feita de um fio condutor (geralmente de cobre).

Metodologia:

Material Utilizado: Multímetro Indutor Resistores Capacitores

Procedimentos:

Conhecer os elementos que compõem um circuito.

Conclusão:

Prática 2:

Circuitos Elétricos II

(Associação em série)

Objetivo:

A prática tem como objetivo comprovar experimentalmente:

- A lei de ôhm;

- Que a resistência equivalente ou total Req = R1 + R2 + .... Rn , de circuito em série;

- Que a corrente “I” em um circuito em série é a mesma em qualquer parte do circuito;

- Verificar que a soma das quedas de tensão em cada resistor, em uma associação em série, é igual a tensão aplicada.

Fundamentação Teórica:

Em uma associação em série de resistores, o resistor equivalente é igual à soma de todos os resistores que compõem a associação. A resistência equivalente de uma associação em série sempre será maior que a do resistor de maior resistência da associação.

A corrente elétrica que passa em cada resistor da associação é sempre a mesma: i = i1 = i2 = i3 = in.

A tensão no gerador elétrico é igual à soma de todas as tensões dos resistores: V = V1 + V2 + V3 + Vn.

A equação que calcula a tensão em um ponto do circuito é: V = R x i.

Logo a resistência equivalente (Req) é a soma de todas as resistências.

Req = R1 + R2 + R3 + Rn.

Metodologia:

Material Utilizado: Fonte Multímetro Resistores Cabos de ligação

Procedimentos:

Coleta de dados:

Análise

V = R x i

R = 1KΩ = 1000 Ω

V = 10 volts

i = V = 10 volts = 0,01A = 10mA R 1000 Ω

Conclusão:1. As resistências são associados uma em seguida da outra, sendo

percorridos pela mesma corrente.

2. A corrente que circula na associação em série é constante para

todas as resistências.

3. A queda de tensão obtida na associação em série é a soma total

das de cada resistência.

4. A resistência total obtida pela associação em série de resistências é

igual à soma das resistências envolvidas

Prática 3:Circuitos Elétricos III

(Associação em paralelo)

Objetivo:

A prática tem como objetivo comprovar experimentalmente:

- Que a resistência total ou equivalente Req é obtida por 1 = 1 + 1 + ... + 1 ; Req R1 R2 Rn

- Verificar que a soma das correntes nos diversos ramos é dada pela soma

;

- Verificar que a tensão em cada resistor de uma associação em paralelo é igual a tensão aplicada ao circuito.

Fundamentação Teórica:

Em uma associação em paralelo os resistores são ligados um do lado do outro, de forma que todos os resistores ficam submetidos à mesma diferença de potencial.

A corrente elétrica total que circula por este tipo de circuito é igual à soma da corrente elétrica que atravessa cada um dos resistores.

i = i1 + i2 + i3 + in

O valor da resistência equivalente desse tipo de circuito elétrico é sempre menor do que o valor de qualquer uma das resistências que compõem o circuito. E para calcular o valor da resistência equivalente, partimos do conceito apresentado acima.

Se V = R x i, então i = V/R. Na associação em paralelo, a ddp (V) é igualmente aplicada em todos os resistores.

Metodologia:

Material Utilizado: Fonte Multímetro Resistores Cabos de ligação

Procedimentos: Montamos o circuito

Coleta de dados:

Análise

Conclusão:

Quando associamos resistores em série, tal como no caso do experimento de Circuitos II, nós aumentamos a resistência equivalente do circuito e reduzimos a corrente que entra ou sai da fonte de tensão. Mas, e quando associamos resistores em paralelo?Nesse caso, embora a resistência elétrica de cada elemento individual continue a ser uma medida da dificuldade oferecida por esse elemento à passagem da corrente elétrica, temos de considerar que a ligação de novos elementos, em paralelo, aumenta o número de caminhos que permitem a passagem de corrente no circuito como um todo. Em outras palavras, a associação de novos resistores (ou filamentos) em paralelo aumenta a facilidade de circulação de corrente pelo circuito como um todo e, por isso, diminui a resistência oferecida por essa associação.

Prática 4:

Resistividade

Objetivo: Determinar o grau de resistividade de um condutor.

Fundamentação Teórica:A Segunda Lei de Ohm indica que fatores influenciam a resistência elétrica. De acordo com a segunda lei, a resistência depende da geometria do condutor e do material de que ele é feito. A resistência é diretamente proporcional ao comprimento do condutor e inversamente proporcional a área de seção.

Onde:

P → Resistividade elétrica do condutor;

L →Comprimento do condutor;

A → Área da seção transversal do condutor.

A resistividade elétrica ρ do material é considerada uma constante, porém em altas temperaturas ela pode variar. Como a unidade de resistência elétrica é o ohm (Ω), então a unidade adotada pelo SI para a resistividade é Ω∙

A resistência elétrica de um condutor homogêneo de seção transversal constante é diretamente proporcional ao seu comprimento e inversamente proporcional à sua área de seção transversal e depende do material do qual ele é feito. Sendo a resistividade uma característica do material usado na constituição do condutor.

Metodologia:

Material Utilizado: Régua Milimetrada Fio de Nichrome (Ni, Cr e Fe) de 0,4mm de diâmetro Multímetro

Procedimentos:

Primeiramente mediu-se o comprimento do início da barra até cada furo, e assim sucessivamente até o final da barra, em um total de 8 furos. Depois construímos o circuito, para calcularmos a resistência até o último furo.

Iniciamos com um cabo de ligação no primeiro furo e um segundo cabo no segundo furo, o aparelho multímetro forneceu o valor da resistência nesse comprimento, em seguida conectamos o segundo cabo no terceiro furo, obtemos sua devida resistência, e assim sucessivamente até o último furo, como mostra as imagens abaixo:

Coleta de dados:

Nº Medidas

L(m) R(Ω) P(Ωm) (L/A) A(m²)

1 0,1 1,6 0,000002016 793650,794 0,0000001262 0,2 2,7 0,000001701 1587301,59 0,0000001263 0,3 3,8 0,000001596 2380952,38 0,0000001264 0,4 5,5 1,7325E-06 3174603,17 0,0000001265 0,5 6,2 1,5624E-06 3968253,97 0,0000001266 0,6 7,4 0,000001554 4761904,76 0,0000001267 0,7 8,7 0,000001566 5555555,56 0,0000001268 0,8 9,9 1,55925E-06 6349206,35 0,000000126

P médio = 1,66089E-06

Obs:

Diâmetro do fio de michrome – d = 0,4mm

A = π.r² ; r = 0,0002m ;

Logo, A = 0,000000126m²

P = R A L

Análise

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.90

2

4

6

8

10

12

f(x) = 11.8571428571429 x + 0.389285714285714R² = 0.996852729443259

Resistência x Comprimento

Comprimento

Resis

tênc

ia

Se, R = P L = P L .: R = P L + 0 A A A

Comparando com a equação y = ax + b , do gráfico, obtemos que:

y = R

a = P .: = P = a.A .: P = 11,857. 0,000000126 = 1,493982E-06 A

Logo,

P = 1,493982E-06 e b = 0,3893

Conclusão:

O tipo de material é um fator importante porque materiais diferentes apresentam diferentes tipos de organização microscópica para seus átomos. Alguns tipos de organização microscópica facilitam o fluxo de cargas elétricas no interior do fio, enquanto outros contribuem para esse fluxo seja mais restrito.