Corrente Elétrica nos Condutores Metálicos

Departamento de Física e Química – Curso de Física
Laboratório de Competências Experimentais II
Corrente Elétrica nos Condutores Metálicos
Objetivos
Verificar a variação da diferença de potencial e da resistência elétrica com o comprimento para um
condutor de secção reta uniforme.
Familiarizar-se com medidas elétricas.
Introdução
Definição de Corrente Elétrica
A corrente elétrica, i, pode ser definida como a quantidade de carga (q ) que atravessa a seção
reta de um condutor, por unidade de tempo ( t ).:
i
q
t
(3.1)
Definição de Densidade de Corrente Elétrica
A corrente elétrica, i, por unidade de área, A (seção reta do condutor), é a densidade de corrente
elétrica, j:
j
i
A
(3.2)
A densidade de corrente mede-se , no SI, em ampère/metro quadrado: A/m².
Atenção: não confundir o A (seção reta do condutor) na expressão de densidade de corrente, com
o A que é o símbolo de ampère.
Campo Elétrico no condutor
Quando se aplica aos extremos de um condutor de comprimento L uma ddp constante V, tem-se o
campo elétrico, dentro do fio:
E
V
L
(3.3)
Definição de Resistência Elétrica
Define-se a resistência elétrica, R, de um condutor, como a razão entre a ddp a ele aplicada, V, e
a corrente elétrica, i , no condutor.
R
V
i
(3.4)
A unidade de R, no SI, é o volt/ampère, que recebe o nome de ohm, símbolo .
A resistência elétrica de um condutor, depende do comprimento, L, do condutor, e da área de
secção reta, A, podendo ser colocada sob a forma:
R
Onde
L
A
(3.5)
 (letra grega “rô” ) é a resistividade do material. A unidade de  , no S I, é o ohm . metro.
Procedimento
a) Material utilizado:
01 voltímetro CC
01 miliamperímetro CC
01 ponte de fio de resistência
01 bateria ou fonte CC
cabos de ligação
01 micrômetro
b) Montagem:
V
fio de resistência
B
A
L
_
bateria
+
mA
c) Descrição do experimento:
1. Monte o circuito, tendo a atenção de observar qual o potencial negativo da fonte (bateria), para definir o
ponto A. O fio AB é de um material de resistividade constante, o que significa que não varia com a temperatura.
Vamos medir a ddp para cada valor de L, considerando V = 0 no ponto A, o de menor potencial.
2. Para dez valores diferentes de L meça os respectivos valores de V:
3. Meça e anote o valor da corrente no fio:
4. Para cada valor de V, calcule a resistência, usando a expressão (3.4):
5. Usando o micrômetro, meça o diâmetro do "fio de resistência":
Questões:
1.
2.
3.
4.
Faça os gráficos de V x L e R x L.
Faça a regressão linear dos gráficos. Qual o significado de cada um?
Determine ainda o valor do campo elétrico no interior do condutor. É um valor constante? Justifique.
Determine a densidade de corrente, j, no fio.