UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE – UFCG CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA – CCT UNIDADE ACADÊMICA DE FÍSICA LABORATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL II PROFESSOR: LAERSON DUARTE DA SILVA TURMA 04 2012.2
LAÍS FERREIRA DE MELO ROCHA 111110541
ELEMENTOS RESISTIVOS LINEARES E NÃO LINEARES.
CAMPINA GRANDE, FERVEREIRO DE 2012.
INTRODUÇÃO Elementos resistivos lineares são aqueles onde a razão entre a ddp aplicada, V e a intensidade, I, da corrente que o atravessa é constante. Esta constante de proporcionalidade é denominada de “resistência” do elemento e essa relação é
conhecida como Lei de Ohm. Para alguns materiais, a relação entre a ddp aplicada V e a corrente I, não obedecem a Lei de Ohm. Um exemplo de material não linear, é o diodo, onde este elemento de circuito permite facilmente a passagem de corrente em um sentido e quase não a deixa passar no sentido oposto. Os materiais utilizados para todas as utilizações do multímetro serão listados abaixo e a cada experimento, haverá um detalhamento de objetivo, procedimentos, dados e conclusões de forma individual.
- MATERIAIS UTILIZADOS:
Prancheta com bornes de ligação
Resistores
Diodo
Amperímetro e voltímetro
CURVA CARACTERÍSTICA DE UM RESISTOR: MONTAGEM A MONTANTE E A JUSANTE
Objetivo: Este experimento objetiva a possibilidade de distinção entre os elementos resistivos lineares e não lineares. Determinar Determinar experimentalmente as curvas características de elementos resistivos, e com isso estabelecer circuitos que minimizam os erros na determinação da resistência, devidos ao voltímetro e ao amperímetro.
Procedimentos experimentais: experimentais: Com os resistores de 560Ω e 10KΩ, um por vez, montou-se o circuito da figura 1 (montagem a montante), sem ligar o circuito a fonte. A fonte inicial foi ajustada para 0V. Em seguida, a fonte de tensão foi ajustada, observando a corrente no amperímetro, até que o valor atingiu 0.1 mA. A corrente foi sendo aumentada e foram preenchidas as tabelas 1.1 e 1.2, para de 560 Ω e 10KΩ. Em seguida, foi montado o circuito da figura 2, com o resistor de 560 Ω, para a determinação da resistência do próprio amperímetro. A tensão da fonte foi zerada antes de conectá-la ao circuito. A partir disto a tensão da fonte foi ajustada, inicialmente inicialmente para 0,1 mA e variando-a, foi preenchida a tabela 2.1. Para a montagem a jusante, foi montado o circuito da figura 3, utilizando utilizando os dois resistores citados a cima, de forma individual, após montado o circuito, foi repetido os passos da primeira montagem e preenchidas as tabelas 3.1 e 3.2.
Dados e resultados: Os dados foram obtidos e as seguintes tabelas preenchidas: preenchidas:
I(mA)
0.1
V(V)
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0,067 0,138 0,202 0,258 0,320 0,389 0,445 0,514 0,579 0,644
Tabela 1.1 – Montagem a montante com o resistor de 560 Ω.
I(mA)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
V(V)
1.26
2.00 2.0 0
3.21
4.18
5.10
5.94
7.10 7 .10
7.97
9.04 9. 04
10.24
Tabela 1.2 – Montagem a montante com o resistor de 10KΩ.
I(mA) V(V)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.0076 0.0145 0.0202 0.0272 0.0336 0.0407 0.0467 0.0537 0.0601 0.0671
Tabela 2.1 – Curva característica do amperímetro. amperímetro.
I(mA) V(V)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.0652 0.122 0.171 0.224 0.280 0.345 0.399 0.458 0.516 0.576
Tabela 3.1 - Montagem a jusante com o resistor de 560 Ω.
I(mA)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
V(V)
1,231
2.2
3.19
3.98
5.14
6.05
6.99
7.92
8.97
9.91
Tabela 3.2 Montagem a jusante com o resistor de 10KΩ. A partir dos dados recolhidos e tabelados, foi montado o gráfico correspondente para cada resistor, contendo a curva referente a montagem a montante e a jusante. (Anexo) Podemos observar que as curvas características dos resistores descrevem uma reta, o que significa que a razão entre a ddp e aplicada V e a intensidade I da corrente que o atravessa é constante.
Os desvios percentuais foram calculados através da fórmula:
Para o resistor de 560 Ω:
Valor teórico
Experimental
Erro %
Montante
560Ω
630Ω
12.5
Jusante
560Ω
580Ω
3.6
Para o resistor de 10 K Ω:
Valor teórico
Experimental
Erro %
Montante
10KΩ
10.15KΩ
1.5
Jusante
10KΩ
9.85KΩ
1.5
Conclusões: Ao fim da análise experimental, pode-se concluir que para o resistor de 560 Ω a montagem a jusante foi mais satisfatória e, na montagem a montante, tivemos resultados mais satisfatórios para a o resistor de 10KΩ . Os
erros podem ter sido causados pela falha na medição do amperímetro, erro entre a leitura de tensões para cada corrente e a diferença de potencial a que está submetido o elemento.
CURVA CARACTERÍSTICA DE UM RESISTOR: MONTAGEM A MONTANTE E A JUSANTE
Objetivo: Este experimento objetiva a possibilidade de distinção entre os elementos resistivos lineares e não lineares. Determinar Determinar experimentalmente as curvas características de elementos resistivos, e com isso estabelecer circuitos que minimizam os erros na determinação da resistência, devidos ao voltímetro e ao amperímetro.
Procedimentos experimentais: O circuito da figura 4 foi montado (a montante), com o cuidado de zerar a tensão na fonte antes de conectá-la ao circuito. Posteriormente a tensão no voltímetro foi regulada para 450mV e a partir disto, a tensão foi sendo regulada e a corrente medida a fim de preencher a tabela 4.1. Após isto, foi montado o circuito da figura 5 e repetido o processo descrito acima, preenchendo a tabela 5.1.
Dados e resultados: Após a realização realização experimental, experimental, foram preenchidas preenchidas as seguintes seguintes tabelas:
V(mV)
450
500
550
600
650
700
750
800
850
I(mA)
0.04
0.10
0.24
0.48
0.82
2.00
3.00
7.00
8.40
Tabela 4.1 – Montagem a montante.
V(mV)
450
500
550
600
650
700
750
I(mA)
0.04
0.12
0.34
0.91
2.00
4.20
8.0
Tabela 5.1 – Montagem a jusante. Por fim, com uma análise dos gráficos que seguem em anexo para o diodo, vemos que a curva característica é equação representada por I=AVB. De modo que, podemos afirmar que o diodo é um elemento resistivo não linear, ou seja, com a variação da tensão, a resistência do diodo diretamente polarizado também aumenta. experimental, pode-se pode-se concluir que ao longo longo do Conclusões: Ao fim da análise experimental, experimento, obtemos valores de tensão do diodo a montante e a jusante. Mas, no diodo a montante obteve-se uma grande variação nos últimos valores de tensão medidos, o que caracterizou uma maior discrepância dos três últimos pontos gráficos, fazendo-os fugir da curva característica. Logo, a montagem a jusante é mais apropriada para avaliar a resistência do diodo diretamente polarizado, onde nesta polarização, ele tem uma resistência quase zero.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Ao término dos experimentos e dos balanços experimentais, experimentais, é justo que, para caracterizar um material como um elemento resistivo linear ou não linear, basta levantar a curva característica do mesmo, submetendo-o a diversas diferenças de potencial e medir a corrente que o atravessa, deste modo, traçando o gráfico VxI. Desta forma, é verdade que retas caracterizam elementos resistivos lineares e curvas, elementos resistivos não lineares. Para fazer essas duas medições simultaneamente, existem duas alternativas: montagem a montante e montagem a jusante. Com a realização destes experimentos, podemos afirmar que a montagem a montante dá resultados mais precisos quando a resistência a medir é muito maior que a resistência interna do amperímetro. Já a montagem a jusante, é mais precisa para casos onde a resistência interna do voltímetro é muito maior que a resistência a medir.
ANEXOS