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Universidade anhanguera de ribeirão preto
Práticas de laboratório de física
Lei de Ohm
Anderson Rodrigo da Fonseca RA: 9291644755
João Carlos Bento Dias RA: 9291644818
Marcelo Rodrigo Legore RA: 9291647926
Marcos Santos Lima RA:9291644766
Ribeirão Preto, 20 de outubro de 2010
1.Resumo
Nesse experimento vamos entender o comportamento da corrente elétrica em função da diferença de potencial, como essa corrente elétrica percorre um caminho denominado circuito elétrico e enunciar brevemente a diferença entre tensão alternada e tensão continua.
Também vamos descrever a Lei de Ohm, entender o comportamento de um material que possua uma resistência ôhmica e resistência não ôhmica; através de aparelhos, obtermos dados suficientes para elaboração de gráficos, onde ficará explícita a veracidade da Lei de Ohms, a corrente elétrica é diretamente proporcional à tensão elétrica.
2.Objetivos
Identificar a Lei de Ohm;
Mostrar o gráfico de tensão pela corrente;
Determinar a resistência no ponto do gráfico;
Comparar o valor encontrado com o valor nominal do resistor;
Analisar a voltagem e corrente elétrica em uma lâmpada.
3.Introdução
Para que exista uma corrente elétrica são necessárias algumas condições. Se enunciamos que corrente elétrica é o movimento ordenado dos elétrons através de um condutor, então obrigatoriamente devemos criar um caminho, também chamado de circuito que permite que a corrente elétrica caminhe. Outra condição inevitável para que exista uma corrente elétrica é a tensão elétrica, que grosseiramente descrita, seria a força capaz de impulsionar os elétrons através de um condutor, também conhecida como DDP (Diferença de Potencial). Essa tensão pode ser contínua, que é quando a corrente que percorre o circuito não varia em função do tempo, a fonte de corrente continua mantém uma polaridade constante e com isso a corrente percorre por convenção o mesmo sentido do terminal de maior potencial elétrico (+), para o de menor potencial (-). Já em um circuito de corrente alternada (CA) a corrente que percorre o circuito varia senoidalmente em função do tempo. A tensão muda de polaridade em períodos bem definidos .
Para concluir o circuito elétrico, será necessário algo que transforme a corrente elétrica em trabalho. Este componente geralmente apresenta uma resistência elétrica. Podemos afirmar que a resistência elétrica é a dificuldade que os elétrons encontram para transpassarem um determinado material, ou seja, quanto maior for a dificuldade, maior será a resistência; o fato de um material apresentar ou não uma resistência ôhmica esta no comportamento da corrente elétrica.
Se tivermos um circuito em que a corrente elétrica percorre uma resistência constante e existe uma proporcionalidade entre tensão e corrente, então podemos afirmar que essa resistência é ôhmica, porém se não houver essa relação direta e proporcional entre corrente elétrica e tensão, a resistência é não-ôhmica. Esta relação é dada pela Lei de Ohm:
U=R x I
U =tensão elétrica (voltagem); R = resistência elétrica; I = corrente elétrica
Através de equipamentos, como uma fonte geradora de tensão contínua, uma placa de montagem, um multímetro, um resistor e uma lâmpada, conseguimos levantar dados suficientes para afirmar a teoria de Georg Simon Ohm, cientista alemão que viveu entre 1789 e 1854.
4.Parte Experimental
4.1.Materiais e Instrumentos
- Fonte estabilizada, marca: Minipa, modelo: MPL-1303, N° Série: 130304316;
- Multímetro digital, marca: Minipa, modelo: ET-1002, N° Série: ET- 1002183674;
- Placa de montagem de 1680 pontos, marca Protoboard, modelo: MP-1680, N° Série: 160812916;
- Resistor 33 ;
- Lâmpada 6 V;
- Fios e Pontas de prova.
4.2.Experimento
Primeiramente monta-se o circuito com o multímetro na escala de corrente e em série com o resistor, conforme a figura abaixo:
Em seguida, liga-se a fonte e aplica-se 0,5V no circuito. Anota-se na tabela os valores de tensão e corrente. Aumenta-se a tensão para 1V e novamente anotam-se os valores. Continuamos aumentando a tensão aplicada em escalas de 0,5V, até atingirmos 6V. Em cada etapa os valores de tensão e corrente devem ser anotados na tabela 1.
De posse destes dados, podemos construir um gráfico e determinar o valor do resistor utilizado aplicando-se a Lei de Ohm.
Então retiramos o resistor e colocamos uma lâmpada, conforme a ilustração abaixo:
Repetimos todo o processo anterior, aplicando as mesmas tensões e anotando os valores de tensão e corrente na Tabela 2.
5.Resultados e Discussão
Com os dados em mãos e o gráfico pronto podemos verificar que, no resistor, a corrente foi subindo proporcionalmente à tensão, mantendo a resistência praticamente estática, já que tratava-se de um resistor e possuía um valor fixo. Assim podemos afirmar que o resistor trata-se de uma resistência ôhmica. Já no caso da lâmpada, a corrente aumentou, mas não na mesma proporção da tensão. Aplicando a fórmula da lei de ohm podemos verificar que a resistência da lâmpada varia conforme a tensão aplicada, concluindo que a mesma trata-se de uma resistência não-ôhmica .
Gráfico 1
Tabela 1
U (V)
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
5,00
5,50
6,00
I (mA)
14,30
28,80
42,90
56,60
72,60
87,70
103,10
118,50
133,20
149,80
166,00
182,40
R ( )
34,97
34,72
34,97
35,34
34,44
34,21
33,95
33,76
33,78
33,38
33,13
32,89
Gráfico 2
Tabela 2
U (V)
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
5,00
5,50
6,00
I (A)
0,13
0,17
0,22
0,25
0,29
0,32
0,35
0,37
0,40
0,42
0,44
0,46
R ( )
3,85
5,88
6,82
8,00
8,62
9,38
10,00
10,81
11,25
11,90
12,50
13,04
Sendo assim, para um dado circuito na qual a resistência é constante, a corrente será duas vezes maior para uma DDP também duas vezes maior, e assim por diante. Classificamos todos os resistores que obedecem a essa relação como resistores ôhmicos. Caso os resistores não tenham esse comportamento, classificamos como não-ôhmicos.
6.Conclusões
O experimento realizado em laboratório evidencia através de números e gráficos a veracidade da lei de Ohm, a relação que as grandezas elétricas de tensão, resistência e corrente elétrica apresentam e a construção de um circuito elétrico. De acordo com os dados levantados podemos afirmar que o resistor é classificado como uma resistência ôhmica e a lâmpada como uma resistência não ôhmica.
7.Referências Bibliográficas
[1] Altenhofen, O.J; Maia, D.;Alves, R.M e Emeterio, D.;Práticas de Laboratório para Engenharias, Ed. Átomo;Campinas,Brasil,2009.
[2] Halliday; Resnik; Walker; Fundamentals of Physics, Vol. 2, Seventh Edition, 2005.
[3] http://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_ohm
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