Eletric i Dade Jessica Otavio Sabrina

7/16/2019 Eletric i Dade Jessica Otavio Sabrina

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Universidade do Vale do Paraíba (UNIVAP)Faculdade de Engenharias, Arquitetura e Urbanismo (FEAU)

LABORATÓRIO DE ELETRICIDADE APLICADAProf. Márcio Tadeu

SEMESTRE 1/2012 Turma: 4UNA

Alunos1. Jéssica Renó Teixeira2. Sabrina Ribeiro Veloso3. Otávio Henrique Ramos Duarte

LEI DE OHM

1. Objetivos:

• Calcular e medir valores de tensão e corrente elétrica em circuitos resistivos;• Provar a lei de Ohm.

2. Material Utilizado:

• Resistores e kit de montagem;

• Voltímetro e amperímetro analógicos:• Fonte de precisão digital CC (0-30 V).

3. Introdução3.1.O que é a eletricidade?

Eletricidade é a passagem de elétrons em um condutor. Bons condutores são:ouro, prata e alumínio. Já a porcelana, o plástico, o vidro e a borracha são bonsisolantes. Isolantes são materiais que não permitem o fluxo da eletricidade.

3.2. Tensão Elétrica (V)

Tensão elétrica ou diferencial de potencial (ddp) é a diferença de potencial entredois pontos. Também pode ser explicada como a quantidade de energia gerada paramovimentar uma carga elétrica. A unidade padrão no SI para medida de intensidade detensão elétrica é a voltagem (V).

3.3. Corrente Elétrica (A)

A corrente elétrica é um fluxo de elétrons que circula por um condutor quando

entre suas extremidades houver uma diferença de potencial. A unidade padrão no SI para medida de intensidade de corrente é o ampère (A).



3.4. Resistência (Ohm)

Resistência elétrica é a capacidade de um corpo qualquer se opor à passagemde corrente elétrica mesmo quando existe uma diferença de potencial aplicada. Seucálculo é dado pela Primeira Lei de Ohm, e, segundo o Sistema Internacional de

Unidades (SI), é medida em ohms.Os fatores que influenciam na resistividade de um material são:• A resistividade de um condutor é tanto maior quanto maior for seu

comprimento;• A resistividade de um condutor é tanto maior quanto menor for a área de sua

seção transversal, isto é, quanto mais fino for o condutor;• A resistividade de um condutor depende do material de que ele é feito;• A resistividade de um condutor depende da temperatura na qual ele se

encontra.

3.5. Primeira Lei de Ohm

A corrente, a tensão e a resistência elétrica estão relacionadas entre si. Por exemplo, se pegarmos um condutor que possui certa resistência elétrica e a eleaplicarmos uma tensão, faremos com que circule determinada corrente por essecondutor. Se dobrarmos a tensão aplicada, a corrente também dobra.

Essa relação é mostrada na primeira lei de Ohm:Tensão é igual ao Valor da resistência multiplicado pelo valor da corrente.

V=R.I

Mudando a posição dos termos temos:Resistência é igual ao valor da tensão dividido pelo valor da corrente

R=V/ICorrente é igual ao valor da tensão dividido pelo valor da resistência.

I=V/R Exemplo de uso da Lei de Ohm:Um condutor possui 20 Ω de resistência. A este condutor é aplicado a tensão de220V. Qual a corrente que circula pelo condutor:

I=V/R

I=220 / 20I=11 A

Resposta: A corrente que circula pelo condutor é de 11 Ampères.

3.6.Voltímetro

O voltímetro é um instrumento de medida da amplitude da tensão elétrica. Édotado de duas pontas de prova de acesso ao exterior, através das quais se pode medir atensão aos terminais de uma fonte de tensão constante, entre dois quaisquer pontos deum circuito elétrico, ou ainda entre qualquer ponto e a referência.

A ligação de um voltímetro ao circuito é de tipo paralelo. O mesmo é dizer quedurante a medição o instrumento constitui um caminho paralelo ao elemento ou circuito



a diagnosticar. No entanto, um voltímetro ideal procede à medição da tensão semabsorver qualquer corrente elétrica (apresenta, por isso, uma resistência elétrica deentrada infinita), característica que garante a não interferência do aparelho nofuncionamento do circuito.

No passado, todos os voltímetros eram de tipo analógico. Nos aparelhos destetipo, a amplitude da tensão é indicada através da posição de um ponteiro sobre umaescala graduada, cuja seleção condiz com a amplitude prevista para a tensão.Atualmente existe uma grande variedade de voltímetros analógicos e digitais, sendo emgeral uma das múltiplas funções disponibilizadas pelo multímetro.

3.7. Amperímetro

O amperímetro é um instrumento de medida da amplitude da corrente elétrica. E aocontrário do processo de medição da tensão, a medição de uma corrente elétrica obrigaque o instrumento seja percorrido pela grandeza a diagnosticar. Um amperímetro idealcaracteriza-se pela capacidade de medir a corrente sem incorrer em qualquer queda detensão entre os seus dois terminais.

4. Parte Experimental

A) Conecte o amperímetro e o voltímetro no circuito conforme mostrado nas figurasabaixo. Inicie a montagem empregando o resistor de 180Ω.

Figura 1 – Circuito



Ligação do amperímetro: O amperímetro deve ser ligado em série com o resistor.

Figura 1 - Ligação do Amperímetro

Ligação do voltímetro: O voltímetro deve ser ligado em paralelo com o resistor.

Figura 2 - Ligação do Voltímetro

Circuito após a ligação dos aparelhos de medição:

Figura 3 - Circuito com aparelhos de medição

B) Após montado o circuito, ligue a fonte de alimentação e varie a tensão de entradaE(V) conforme indicado na Tabela a seguir. Para cada valor de tensão da fonte, meça atensão elétrica nos terminais do resistor (conforme lido do voltímetro) e a corrente

elétrica do circuito (conforme lido do amperímetro). Anote os valores na tabela.



C) Em seguida, repita o procedimento para o resistor de 220Ω.

Tabela - Valores Medidos de Tensão eCorrenteE

(V)

V180Ω

(V) I (mA)

V220Ω

(V) I (mA)1,0 1,05 5,50 1,08 4,752,0 2,05 11,20 1,95 9,204,0 4,20 21,50 3,97 18,005,0 5,15 26,00 5,10 22,506,0 6,45 31,50 6,30 25,00

D) Para ambos os circuitos montados (com o resistor de 180Ω e o resistor de 220Ω)

calcule os valores de tensão sobre o resistor e a corrente do circuito. Faça os cálculos

aplicando a lei de Ohm. Preencha os valores calculados na tabela abaixo. Em seguida,calcule o erro entre os valores calculados e os valores medidos e anote os valores natabela no local indicado.

ERRO(%)= Valor Calculado – Valor Medido x 100

Valor Calculado

Tabela - Valores Calculados de Tensão e Corrente

E (V) V180Ω (V) Erro(%)I(mA) Erro(%)

V220Ω(V) Erro(%)

I(mA) Erro(%)

1,0 1,008 3,960 5,560 1,080 1,001 7,890 4,550 4,3902,0 1,998 2,600 11,100 0,900 1,999 2,451 9,090 1,2104,0 3,960 6,060 22,200 3,150 4,004 0,849 18,200 1,0905,0 5,004 2,900 27,800 6,470 4,994 2,122 22,700 0,8806,0 5,994 7,600 33,300 5,400 6,006 4,895 27,300 8,420

Para E(V) = 4,0 voltsV = R * IV = 4,0 VR = 180Ω

I= 4/180I= 0,022I=22,2mA

→ Portanto, V= 180 * 0,022

V= 3,96

Erro(%) V:Erro(%)= 3,96 - 4,20 x 100

3,96Erro(%)= 6,06



Erro(%) I:Erro(%)= 22,2 - 21,50 x100

22,2Erro(%)= 3,15

V = R * IV = 4,0 VR = 220Ω I= 4/220I= 0,0182I=18,2mA

→ Portanto, V= 220 * 0,0182

V= 4,004

Erro(%) V:Erro(%)= 4,004 - 3,97 x 100

4,004Erro(%)= 0,85

Erro(%) I:Erro(%)= 18,2 - 18,0 x100

18,2Erro(%)= 1,09

(E) No item (B) você variou a tensão da fonte e registrou o resultado da correnteno circuito. Utilizando este resultado prove a lei de Ohm plotando um gráfico dacorrente medida I em mA (eixo da ordenada y) versus a tensão E da fonte (eixo daabscissa x). Mostre no mesmo gráfico os resultados obtidos para os dois resistores.

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

1.0 2.0 4.0 5.0 6.0

C o r r e n t e (

I )

Tensão da Fonte (E)

Lei de Ohm

Resistor 180Ω

Resistor 220Ω



(F) Repita o item E) plotando o gráfico para os valores de corrente calculados no itemD).

5. Questões e Exercícios

(A) No primeiro experimento dado no laboratório, cada grupo anotou o códigode cores de dois resistores, identificados na ocasião como R1 e R2. De acordo com as

cores registradas, quais os valores das resistências daqueles resistores?Resposta:

Valor (Ω ou kΩ)

Laranja Laranja Vermelho Ouro 3,3kΩ +- 5%

Verde Azul Preto Ouro 56Ω +- 5%

Vermelho Vermelho Vermelho Ouro 2,2kΩ +- 5%

Marrom Preto Laranja Ouro 10kΩ +- 5%

Vermelho Vermelho Preto Ouro 22Ω +- 5%

Laranja Laranja Laranja Ouro 33kΩ +- 5%

Marrom Verde Vermelho Ouro 1,5kΩ +- 5%

Amarelo Cinza Vermelho Ouro 4,8kΩ 5% (B) Quais fatores você atribui os erros entre os valores medidos e calculados

encontrados no item (D) da parte experimental?Resposta: Imprecisão do instrumento utilizado, influência do instrumento de

medição no circuito, erros de leitura e erros acidentais ou aleatórios.

(C) A que você atribui as variações nas dimensões relativas dos resistores fixos?Pesquise sobre a que corresponde um resistor com dimensões físicas maiores oumenores?

Resposta: As dimensões relativas de todos os resistores variam de acordo com a

potência especificada, os resistores que possuem dimensões maiores correspondem aosde maior potência, especificados para possibilitar valores mais elevados de corrente e

0.000

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

1.0 2.0 4.0 5.0 6.0

C o r r e n t e (

I )

Tensão da Fonte (E)

Lei de Ohm

Resistor 180Ω

Resistor 220Ω



dissipação de calor e os de menores dimensões possuem menor potência, possibilitandovalores baixos de corrente e dissipação.

(D) Pesquise sobre qual a diferença entre um reostato e um potenciômetro. Resposta: POTENCIÔMETRO: é um resistor variável de 3 terminais, sendo 2

ligados à sua extremidade da resistência (resistência fixa)e 1 ligado a um cursor móvel(resistência variável). Uma haste é acoplada ao cursor para permitir variação daresistência.

REOSTATOS: é um dispositivo de ajuste de corrente no qual um dos terminaisestá conectado ao elemento resistivo e o segundo está conectado a um contato móvel.São resistores de fio variáveis ou ajustáveis, sua resistência varia em função docomprimento do fio que é utilizado entre os contatos móveis (cursor) e fixo.

(E) Pesquise sobre o funcionamento dos termistores. Como seria a curva

característica de um termistor?Resposta: Os termistores fazem parte da classificação de termorresistência.Termistores são sensores de temperatura fabricados com materiais semicondutores. Aresistência elétrica dos termistores pode variar tanto de forma proporcional ou inversacom o aumento de temperatura ao qual o sensor for exposto. Por essa característica éfeita uma classificação do termistores, sendo NTC(negative temperature coeficiente) ePTC(positive temperature coeficiente).

Figura 5 - Potenciômetro

Figura 6 - Reostato



Figura 7 - Curva Característica de um Termistor

O NTC é mais utilizado do que o PTC, devido a maior facilidade de ser manufaturado. O PTC tem como sua peculiaridade possuir um ponto de transição,somente a partir de uma determinada temperatura exibirá uma variação ôhmica com a

variação da temperatura.

(F) Pesquise sobre o funcionamento dos varistores. Como seria a curvacaracterística de um varistor?

Resposta: Um varistor é um componente eletrônico cujo valor de resistênciaelétrica é uma função inversa da tensão aplicada nos seus terminais. Isto é, a medida quea diferença de potencial sobre o varistor aumenta, sua resistência diminui. Os VDRs sãogeralmente utilizados como elemento de proteção contra transientes de tensão emcircuitos, tal como em filtros de linha.

Figura 8 - Curva Característica de um Varistor

(G) Pesquise sobre como seria o funcionamento de um aquecedor elétrico. Resposta: Funcionamento de um aquecedor elétrico: O aquecimento se dáatravés de uma resistência (com potências que variam entre 1.000 e 2.000 Watts). Sãomais leves que os demais aquecedores e aquecem o ar rapidamente porem possuemcusto operacional mais alto que outros sistemas de aquecimento disponíveis atualmente.

Aquecedores elétricos são alimentados por fusíveis na entrada do quadro elétrico principal do edifício. Muitos aquecedores elétricos estão em circuitos separados, àsvezes localizados em uma caixa de fusíveis separada do painel principal. Os elementos



de aquecimento do aquecedor também são alimentados por fusíveis, localizados em um painel que se encontra sobre a carcaça do aquecedor ou dentro dela.

Figura 9 – Aquecedor Elétrico

Figura 10 – Partes de um Aquecedor Elétrico



6. Comentários e Conclusões

No experimento que identificamos os resistores a partir do código de corestambém medimos a resistência com o ohmímetro. Alguns valores verificados com esteequipamento se diferenciavam do código de cores, porém era uma diferença

considerável causada pela escala do ohmímetro ou pelo tempo de utilização do resistor.Em todos os experimentos essas pequenas diferenças de valores estavam presentes e emtodos eram aceitáveis. Do mesmo modo que ao medirmos os valores das tensões e dascorrentes em determinadas partes do circuito com o uso do amperímetro e dovoltímetro, obtivemos pequenas diferenças de valores entre os medidos e os que foramcalculados através das fórmulas provenientes da primeira lei de Ohm.

Com o decorrer dos experimentos, adquirimos algumas conclusões econhecimentos importantes, como:

- Quanto maior a tensão aplicada maior será a resistência e quanto maior a

corrente menor será o valor da resistência.- Resistor não possui polaridade.- O amperímetro é colocado em série com o resistor e o voltímetro em paralelo.

7. Referências Bibliográficas

<http://www.eletrica.ufpr.br/piazza/materiais/Gustavo&Ishizaki.pdf> acessado em09/09/2012 às 15h10;

<http://www.ufrgs.br/eng04030/aulas/teoria/cap_01/instrume.htm> acessado em09/09/2012 às 15h17;

<http://pt.wikipedia.org/wiki/Resist%C3%AAncia_el%C3%A9trica> acessado em09/11/2012 às 15h22;

<http://www.infoescola.com/fisica/tensao-eletrica/> acessado em 09/09/2012 às 15h28;

<http://www.labeletronica.com/eletronica-para-informatica/parte-3--corrente-tensaoresistencia-potencia-e-frequencia> acessado em 09/09/2012 às 15h38;

<http://www.mundovestibular.com.br/articles/757/1/CORRENTE-ELETRICA/Paacutegina1.html> acessado em 09/09/2012 às 15h44;

<http://www.eletrica.ufpr.br/ufpr2/professor/36/TE215/Medidas-El%C3%A9tricas-2011-four.pdf> acessado em 09/09/2012 às 16h01;

<http://www.joinville.ifsc.edu.br/~roberto.sales/CEL%2014/Aula%20-%20Resistores/RESISTORES.pdf > acessado em 10/09/2012 às 08h00;

<http://www.portaldoeletrodomestico.com.br/cursos/eletricidade_eletronica/1/Eletricida

de_Basica.pdf> acessado em 10/09/2012 às 8h45.



8. Anexos

Familiarização com os instrumentos: Voltímetro, Amperímetro e Fonte de TensãoCC

3. Parte Experimental:A) Anote na tabela abaixo a sequência de cores de cada resistor.

R1 Marrom Preto Marrom OuroR2 Laranja Laranja Marrom Ouro

B) Conecte o amperímetro e o voltímetro no circuito montado.

Ligação do amperímetro: O amperímetro deve ser ligado em série com o resistor.



Ligação do voltímetro: O voltímetro deve ser ligado em paralelo com o resistor.

Circuito após a ligação dos aparelhos de medição:

C) Realize as medidas de tensão elétrica nos terminais do resistor e a corrente elétricado circuito. Repita o experimento para cada resistor. Varie a tensão de alimentação da

fonte conforme indicado na Tabela a seguir e complete-a com os valores medidos detensão e corrente.

Tabela - Valores Medidos de Tensão eCorrente

E (V)VR1(V)

IR1(A)VR2(V)

IR2(A)

1,0 1V 9,8mA 1V 3mA3,0 3V 28mA 3V 9mA5,0 5V 48mA 5V 15,3mA

4. Exercício:

A) Para cada resistor, o que aconteceu com o valor da corrente quando você aumentou atensão aplicada ao circuito?

De acordo com a Lei de Ohm, temos que a tensão elétrica é resultante do produto daresistência e da corrente aplicada.

Se aumentarmos o V (tensão elétrica), a consequência é o aumento da corrente elétricaI, pois são diretamente proporcionais.



Leitura de Resistores – Uso do Ohmímetro

3. Parte Experimental:

A) Anote na tabela abaixo a sequência de cores de cada resistor e o valor da sua

resistência.

Valor(Ω ou kΩ) R3 Laranja Laranja Vermelho Ouro 3,3 kΩ ± 5% R4 Verde Azul Preto Ouro 56 Ω ± 5% R5 Vermelho Vermelho Vermelho Ouro 2,2 kΩ ± 5% R6 Marrom Preto Laranja Ouro 10 kΩ ± 5% R7 Vermelho Vermelho Preto Ouro 22 Ω ± 5% R8 Laranja Laranja Laranja Ouro 33 kΩ ± 5% R9 Marrom Verde Vermelho Ouro 1,5 kΩ ± 5%

R10 Amarelo Cinza Vermelho Ouro 4,8 kΩ ± 5%

B) Anote na tabela abaixo os valores medidos pelo ohmímetro.

Valor(Ω oukΩ)

R3 3,27 kΩ R4 55 Ω R5 2,19 kΩ R6 9,69 kΩ R7 22 Ω R8 32,12 kΩ R9 1,5 kΩ R10 4,6 kΩ

4. Questões e Exercícios:

A) Trace um comparativo entre o valor lido pelo código de cores registrados nosresistores e o valor medido. Verifique se essa diferença encontra-se dentro da tolerância

dos resistores.

Valor(Ω ou kΩ) Valor + 5% Valor - 5% Valor Medido3,465 kΩ 3,135 kΩ 3,27 kΩ 58,8 Ω 53,2 Ω 55 Ω 2,31 kΩ 2,09 kΩ 2,19 kΩ 10,5 kΩ 9,5 kΩ 9,69 kΩ 23,1 Ω 20,9 Ω 22 Ω 34,65 kΩ 31,35 kΩ 32,12 kΩ

1,575 kΩ 1,425 kΩ 1,5 kΩ 5,04 kΩ 4,56 kΩ 4,6 kΩ



0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10

Comparativo Resistores

Valor + 5%

Valor - 5%

Valor Medido

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