Universidade Federal de Itajubá ICE – DFQ Disciplina de Metodologia Científica Laboratório 5 Determinando Resistências Elétricas Um bipolo elétrico é um elemento passivo de circuito elétrico, com dois terminais acessíveis, submetido a uma diferença de potencial (tensão elétrica) e pelo qual passa uma corrente elétrica. São exemplos os resistores, lâmpadas, fios condutores, diodos, dedos tocando em tomadas, dentre outros. A resistência elétrica é a propriedade física que relaciona a tensão aplicada ao bipolo e a corrente que o atravessa; formalmente: V R I A resistência está associada às propriedades microscópicas do material e à forma do bipolo. A expressão acima é sempre válida. Entretanto, quando R é constante para um determinado intervalo de variação de V e I, dizemos que o bipolo está em um regime de condução ôhmico. Experiência de hoje Objetivos: - Efetuar medidas diretas de voltagem e corrente elétrica; - Efetuar medidas indiretas de resistência elétrica; - Aprender a utilizar corretamente um multímetro; - Aprender a expressar uma medida digital; - Expressar corretamente estas medidas, erros e unidades. Materiais: - Fonte elétrica; - Multímetro analógico Minipa; - Multímetro digital HGL; - Bipolo elétrico; - Matriz de Circuito; - Folha de dados (INDIVIDUAL!!!). Sobre Circuitos e Medidas: - Sempre que efetuamos uma medida, nós interferimos com a própria grandeza a ser medida. Em circuitos elétricos isso é mais evidente. É impossível medir a voltagem e a corrente elétrica em um bipolo sem criar divisores de tensão ou de corrente; - Um voltímetro é sempre utilizado em paralelo (por fora do circuito) e tem uma resistência interna grande (~100k), a fim de minimizar a corrente por passa por ele; - Um amperímetro é sempre utilizado em série (por dentro do circuito) e tem uma resistência interna pequena (~2), a fim de minimizar a queda de tensão nele; - Na Figura 1 temos o circuito de tensão real, no qual o voltímetro mede a tensão real no bipolo, mas o amperímetro mede a corrente do bipolo, mais a corrente que passa pelo voltímetro. Neste caso, o valor de R medido será sistematicamente menor do que o real. VV VB mas I A I B i V RB VV VB I A I B iV Figura 1 – Circuito de Tensão Real - Na Figura 2 temos o circuito de corrente real, no qual o amperímetro mede a corrente real do bipolo, mas o voltímetro mede a tensão do bipolo, mais a tensão do amperímetro. Neste caso, o valor de R medido será sistematicamente maior do que o real. I A I B mas VV VB v A RB VV VB v A IA IB Figura 2 – Circuito de Corrente Real FAÇA e/ou ANOTE NA FOLHA DE DADOS: 1) Verifique se a fonte está desligada, se não estiver DESLIGUE-A. 2) Caracterize o voltímetro (Minipa) e o amperímetro (HGL) utilizados, anotando na folha de dados as características requisitadas. 3) Monte o circuito de tensão real (Figura 1) e ligue a fonte quando estiver certo da montagem. 4) Serão necessárias 7 medidas de pares Tensão Corrente. A primeira linha da Tabela 1 da Folha de Dados fornece os valores de referência de voltagem. FAÇA e/ou ANOTE NA FOLHA DE DADOS: 5) Mexa na fonte até o voltímetro mostrar o valor sugerido. Anote o valor de tensão e o de corrente, com os respectivos erros (ver Dicas para o HGL). 6) Calcule o valor de R para cada um dos 7 pares de medidas. 7) Calcule o valor de R médio e o desvio percentual de cada uma das 7 medidas em relação à média e conclua se o bipolo atua em regime ôhmico ou não. 8) DESLIGUE A FONTE. 9) Monte o circuito de corrente real (Figura 2) , ligue a fonte quando estiver certo da montagem e repita os passos 4 a 7. Note que basta mudar de posição apenas uma ponta de prova do voltímetro. DICAS: 1) O limite de erro (le) de um instrumento digital pode ser dado de duas formas: através da classe (indicada no manual do instrumento): le classe fundo de escala 100 ex: le 3 20 V 0,6 V 100 também chamado de máximo desvio instrumental. através de erro percentual da medida mais um número adicionado ao último A.S. (indicado no display): le p% n le 1,6% 3 medida 15,78 V ex: 0,016 15,78 0,25248 le 0,25 0,0( 3) 0,28 V A mais… http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/corrente/lei_ohm_resist_eletrica/ (itens 9 a 24) http://ltodi.est.ips.pt/joseper/IM/Evolu%C3%A7%C3%A3o%20da%20Tecnologia%20de%20Medida.PDF http://www.ee.pucrs.br/~jorgef/instrumentacao/AULA6_INSTRUMENTACAO.pdf