Condutância elétrica e resistência elétrica em materiais

Condutância elétrica em materiais sólidos através de um motor elétrico de corrente contínua e sua resistividade elétrica
Condutância elétrica e resistência elétrica em materiais sólidos através
de um motor elétrico de corrente contínua
Débora Helen, Renato Coelho, Ronan Garcia, Tamires Alves, Vitor Ramos, Vivian Tanaka
Orientador: Maria Cristina Carlan da Silva, CCNH
Santo André
Resumo
O projeto consiste da construção de um motor elétrico simples alimentado por
corrente contínua (DC), que será acionado ou não dependendo da condutância e
resistividade elétrica do material condutor que é alterado a fim de avaliar as
propriedades de condutância, resistividade e resistência destes materiais, ou seja,
a fluidez de uma corrente elétrica por um corpo.
INTRODUÇÃO
A condutância elétrica é o recíproco da
resistência elétrica, ou seja, a facilidade
com a qual uma corrente elétrica flui em um
material. Condutância elétrica não deve ser
confundida com condutividade elétrica, que
é uma característica específica de um
material e recíproca à resistividade
elétrica.[1]
A única teoria capaz de explicar a existência
na natureza de materiais que são ótimos
condutores de eletricidade (como os
metais), péssimos condutores (como o
diamante) e condutores moderados (os
semicondutores, como o silício) é a teoria
de bandas. Essa teoria se baseia na
solução da equação de Schrödinger para
um elétron em um potencial periódico, ou
seja, na solução quântica do problema de
um elétron que interage com vários íons
fixos em uma rede periódica e uniforme,
uma rede cristalina.[2]
O motor elétrico é uma máquina destinada
a transformar energia elétrica em trabalho
mecânico. Ele funciona basicamente devido
a ímãs e magnetismo, onde as forças de
atração e repulsão dos pólos dos ímãs
geram o movimento. É o mais utilizado e,
devido ao seu baixo custo de produção,
simples
montagem,
simplicidade
de
comando e facilidade de transporte, pode
ser
considerado
um
dos
grandes
desenvolvimentos da humanidade. [3]
A resistência do material está diretamente
relacionada com a resistividade do material
à temperatura do ambiente. A última
também é uma medida da oposição de um
material ao fluxo de corrente elétrica.
Quanto mais baixa for a resistividade mais
facilmente o material permite a passagem
de uma carga elétrica.[4]
OBJETIVO
Observação experimental da influência
condutância de diversos materias
geração de um campo elétrico a fim
gerar torque em um motor elétrico
corrente continua.
IX Simpósio de Base Experimental das Ciências Naturais da Universidade Federal do ABC - 12 e 13 de agosto de 2011
da
na
de
de
Condutância elétrica em materiais sólidos através de um motor elétrico de corrente contínua e sua resistividade elétrica
METODOLOGIA
O motor consiste de uma bobina de fio de
cobre esmaltado fixada entre dois apoios
cilíndricos nos quais foram afixados os
condutores para teste e um ímã
posicionado de forma perpendicular a esta.
Através do contato da bobina com esses
condutores conectados a uma fonte DC,
verificou-se geração ou não de uma
corrente contínua devido à resistência dos
materiais
sólidos
analisados
e,
consequentemente,
um
campo
eletromagnético nas bobinas, dando torque
ao motor.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
comprovam
que
quanto
maior
a
resistividade maior a resistência obtida.
Algumas inconsistências em relação aos
resultados devem-se principalmente ao
nível de pureza das amostras, pode-se,
portanto, atribuir a estas alterações na
condutividade dos materiais.
CONCLUSÕES
A bobina apresentou variação na rotação
conforme o material utilizado, o que
confirma a diferença de condutância para
diferentes materiais, uma vez que as
amostras foram utilizadas como resistores
na
entrada
da
bobina.
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Tabela 1: Resistência e Resistividade dos
materiais
[1]MANDARINO,
Marco
Antonio.
Cabeamento Estruturado. Disponível em
<http://www.professor.mandarino.pro.br/Cab
eamento/cab3.htm>. Acesso em 27 de jun.
2011
[2]REDINZ, José Arnaldo. A Junção P-N e o
Diodo Retificador. Viçosa. Disponível em
<www.ufv.br/dpf/juncaopn.pdf>. Acesso em
27 de jun. 2011
[3]BRAIN, Marshall. Como funcionam os
motores
elétricos.
Disponível
em
<http://ciencia.hsw.uol.com.br/motoreletrico1.htm>. Acesso em 27 de jun. de
2011.
[4]NETTO, Luiz Ferraz. Resistividade,
Condutividade
e
Coeficiente
de
temperatura.
Disponível
em
<http://www.feiradeciencias.com.br/sala12/1
2_26.asp>. Acesso em 27 de jun. 2011
AGRADECIMENTOS
Figura 1: Bobina com estanho na entrada
Foram medidas as tensões sobre os
materiais testados como mostra a figura 1,
e
foram
obtidos
os
resultados
demonstrados na tabela 1. Os dados
Agradecemos a universidade federal do
ABC
que
nos
disponibilizou
suas
instalações e ao corpo docente da disciplina
de base experimental da ciência por nos ter
possibilitado desenvolver esse experimento.
IX Simpósio de Base Experimental das Ciências Naturais da Universidade Federal do ABC - 12 e 13 de agosto de 2011