Fórmulas podem ser obtidas com o seu professor

FAP 373 – Laboratório de Eletromagnetismo – 2009 - 1a Avaliação
Nome: _____________________________ Prof. _____________ Período: __________
Questão 1
Você pode consultar apenas o Roteiro da Experiência em branco
Fórmulas podem ser obtidas com o seu professor
2
Dado:
2
 f 
 f 
f  f ( x, y )  σf =    σx  ² +    σy  ²
 x 
 y 
 Para determinar a resistência interna de baterias, monte um arranjo experimental adequado
com um resistor variável (desenhe o esquema utilizado no espaço abaixo), de forma a
determinar a resistência interna de uma das pilhas disponíveis.

Com uma outra pilha em série com a primeira, monte uma bateria e determine a resistência
interna desse conjunto através de um gráfico (V x I), com a respectiva incerteza.

A partir de seus resultados, determine a resistência interna da segunda pilha, com a respectiva
incerteza.
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Questão 2
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2
 f 
 f 
DADO: f  f ( x, y )  σf =    σx  ² +    σy  ² ; V  V0 et / RC
 x 
 y 
Com o auxílio de um osciloscópio e de um gerador de ondas quadradas (RG = 50 ), você
deverá determinar graficamente a constante de tempo característico  de descarga em um
circuito RC com R = 10 k e C “selado” (valor desconhecido para você). No espaço abaixo
desenhe (montando-o em seguida) o esquema experimentalmente adequado para esta medida.
2

 Complete a tabela abaixo com as suas medidas experimentais
t(
V(


)
)
Construa o gráfico apropriado e, através dele, determine e anote a constante de tempo exp.
Calcule abaixo o valor da capacitância do capacitor selado, levando em consideração as
incertezas nas respectivas medidas.
C = _______  _____ ____
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Questão 3
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2
 f 
 f 
DADO: f  f ( x, y )  σf =    σx  ² +    σy  ²
 x 
 y 
2

; V  V0 et / RC
Com o auxílio de um osciloscópio e de um gerador de ondas quadradas (RG = 50 ), você
deverá determinar graficamente a constante de tempo característico  de descarga em um
circuito RC com C = 1 F e R “selado” (valor desconhecido para você). No espaço abaixo
desenhe (monte em seguida) o esquema experimentalmente adequado para esta medida.
 Complete a tabela abaixo com as suas medidas experimentais
t(
V(


)
)
Construa o gráfico apropriado e, através dele, determine e anote a constante de tempo exp.
Calcule abaixo o valor da resistência selada, levando em consideração as incertezas nas
respectivas medidas.
R = _______  _____ ____
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Questão 4
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2


2
 f 
 f 
DADO: f  f ( x, y )  σf =    σx  ² +    σy  ²
 x 
 y 
Utilizando duas pilha de 1,5 V e quatro lâmpadas pingo d’água (1,5 V), desenhe abaixo os
dois circuitos possíveis, um com as pilhas em série e outro com as pilhas em paralelo, de
forma que nenhuma lâmpada se queime.
Monte os dois circuitos acima. Para cada um deles, meça a tensão e a corrente em cada
elemento do circuito, anotando-os nas figuras acima. (Nota: será descontado na nota 1 ponto
para cada lâmpada queimada, devido a alguma ligação inadequada). A soma das tensões
nas lâmpadas é compatível com o tensão fornecida pela bateria? Explique!
_____________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________

Utilizando arranjos distintos (pilhas e lâmpadas em série) com quantidades diferentes de
lâmpadas (diferentes valores de Requivalente), construa um gráfico de Vbat. x Ibat. e, através dele,
determine o valor da resistência interna do conjunto de baterias, com respectiva incerteza.
Considere incertezas de leitura no multímetro de 1%.
r = _______  _____ ____
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Questão 5
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2

2
 f 
1
 f 
DADO: f  f ( x, y )  σf =    σx  ² +    σy  ² ; 0 
LC
 x 
 y 
Você deverá determinar experimentalmente o fator de qualidade (Q) de um circuito RLC
ressonante, escolhendo Rtotal  100 , C = 60 nF e L  35 mH. Desenhe abaixo – e monte
experimentalmente – um arranjo experimental adequado para esta medida, utilizando o
osciloscópio e um gerador de ondas senoidais (RG = 50 ).
 Encontre o valor da freqüência de ressonância: f0 = ________ _____
 Preencha a tabela abaixo com os valores medidos das grandezas pertinentes e construa o
gráfico correspondente.
______
(
)
______
(
)

Obtenha Qexp. a partir do gráfico: Qexp = ___________

1 L
, calcule abaixo o valor teórico esperado (com respectiva
R C
incerteza) e compare-o com o valor experimental.
Lembrando que Qteor. =
Qteo. = _________  __________
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Questão 6
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2
 f 
 f 
DADO: f  f ( x, y )  σf =    σx  ² +    σy  ² ;   RC
 x 
 y 
2
 Utilizando um multímetro e um cronômetro, você deverá determinar a constante de tempo
característica da descarga de um circuito RC (e respectiva incerteza), alimentado por uma
pilha de 1,5V, realizando 20 medidas do tempo t1/2 no qual a tensão máxima cai pela metade.
Utilize R = 2,2 k e C = 0,5 F. No espaço abaixo monte a tabela com os dados
experimentais.
exp. = _______
 _____ ____

Calcule a constante de tempo teórica, com respectiva incerteza, e compare-a com o valor
experimental obtido acima.

Substitua agora a pilha por um gerador de ondas quadradas e observe em um osciloscópio a
descarga no capacitor. Reproduza abaixo a curva de descarga observada, anotando os valores
das escalas utilizadas no osciloscópio.
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Questão 7
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2
 f 
 f 
DADO: f  f ( x, y )  σf =    σx  ² +    σy  ²
 x 
 y 
2
 Meça com um multímetro a resistência de uma lâmpada de 30V, considerando a incerteza de
leitura de 1%.
RLamp. = _________  _______ _____
 Com esta lâmpada de 30 V e uma fonte de tensão variável, desenhe abaixo e monte um
arranjo que permita a determinação experimental da resistência da lâmpada (R), em função
da tensão aplicada a ela (V), sem ultrapassar o valor máximo de tensão (20V) e corrente
(10mA) que a lâmpada pode suportar. Construa uma tabela com os dados experimentais
obtidos.
 Construa um gráfico utilizando os valores da tabela, para obter o valor de R em função da
corrente, e comente o comportamento da curva obtida em função do valor de R. É possível
fazer alguma comparação deste valor com a medida realizada acima? Em que situação?
__________________________________________________________
__________________________________________________________
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Questão 8
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2

2
 f 
 f 
DADO: f  f ( x, y )  σf =    σx  ² +    σy  ²
 x 
 y 
Desenhe abaixo e monte um arranjo experimental adequado, utilizando um conjunto
LED+Resitor de 1k e uma fonte de tensão variável, para obter a curva característica do
diodo fornecido.

Monte uma tabela com os dados experimentais obtidos e, a partir deste, faça o gráfico da
curva característica do diodo.

A partir dos resultados obtidos nos itens acima, estime o valor da resistência do diodo na sua
faixa operacional, com respectiva incerteza, utilizando um conjunto de valores de tensão
maiores ou igual a 1,6V
Rdiodo. = _________  _______ _____
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Questão 9
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
2
 f 
 f 
DADO: f  f ( x, y )  σf =    σx  ² +    σy  ²
 x 
 y 
Você irá medir, separadamente, as frequências naturais de oscilação de circuitos RLC subcríticos, utilizando um gerador de ondas quadradas (RG = 50 ). Esquematize e desenhe
abaixo um circuito RLC em série típico.

Você irá agora montar circuitos RLC utilizando a caixa de capacitores, um resistor “selado”
(com valor desconhecido para você), e um indutor L~10 mH. Escolha pelo menos CINCO
valores de C (entre 10 e 100 nF) e obtenha, com o osciloscópio, as freqüências naturais de
oscilação (circuito LIVRE) para cada um deles.

Construa um gráfico f2 em função de 1/C.

Determine através do gráfico o valor da capacitância crítica (1/C)crit., obtida quando f2 = 0.
Utilize a fórmula abaixo para calcular o valor da resistência selada, com a respectiva
incerteza.
f 
1
2π
1  R 


LC  2L 
2
R = _________  _______ _____
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Questão 10
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2

2
 f 
 f 
DADO: f  f ( x, y )  σf =    σx  ² +    σy  ²
 x 
 y 
Você irá medir, separadamente, as frequências naturais de oscilação de circuitos RLC subcríticos, utilizando um gerador de ondas quadradas (RG = 50 ). Esquematize e desenhe
abaixo um circuito RLC em série típico.

Você irá agora montar circuitos RLC utilizando a caixa de capacitores, um resistor “selado”
(com valor desconhecido para você), e um indutor L~10 mH. Escolha pelo menos CINCO
valores de C (entre 10 e 100 nF) e obtenha, com o osciloscópio, as freqüências naturais de
oscilação (circuito LIVRE) para cada um deles.

Construa um gráfico f2 em função de 1/C.

Determine através do gráfico o valor da capacitância crítica (1/C)crit., obtida quando f2 = 0.
Utilize a fórmula abaixo para calcular o valor da resistência selada, com a respectiva
incerteza.
f 
1
2π
1  R 


LC  2L 
2
R = _________  _______ _____