Exp-01 - Curva Característica de Bipolos

Laboratório de Eletricidade
S,J.Troise
Exp. 1 -
Curva característica de bipolos
1.1
Fundamentos:
V seja aplicada sobre ele. Nestas condições o bipolo será
atravessado por uma corrente I a qual depende do potencial aplicado V . Chama-se curva característica do bipolo à curva que
mostra a relação existente entre V e I . A determinação dessa curva é feita variando-se o potencial sobre ele aplicado e
Consideremos um bipolo B e imaginemos que um potencial
medindo-se a correspondente corrente elétrica que por ele atravessa. Para isto deve-se montar o circuito abaixo, tomando-se as
seguintes precauções:
•
a) A fonte de potencial deve estar inicialmente desligada e ajustada de tal forma que ao ser ligada forneça potencial
mínimo (normalmente zero). Para isto deve-se girar seu botão de ajuste totalmente para a esquerda.
•
b) Todos os instrumentos de medida devem estar em suas maiores escalas de medida.
•
c) Observe atentamente a polaridade da fonte e dos instrumentos de medida.
1.2
Curva característica de bipolos lineares - Resistor - Lei de Ohm
Estudares agora um bipolo linear que consiste de condutor formado por uma mistura de material isolante impregnado de
impureza condutora cuja concentração define a sua resistência . Este condutor é chamado resistor.
1.2.1
Procedimento Experimental:
1.2.1.1 ( ) Monte o circuito abaixo utilizando como bipolo o resistor de forma tubular
existente sobre a bancada. Lembre-se de manter a fonte de potencial em 0 V durante o
processo de montagem. Anote as informações gravadas pelo .fabricante sobre o corpo do
resistor no quadro abaixo
.
Figura 1-1
1.2.1.2 ( ) Ligue a fonte e cuidadosamente aumente o potencial fornecido por ela até que o voltímetro que mede o potencial
sobre o resistor indique 1,0V. Meça a corrente indicada,
V (V)
I (mA)
R=
V
(Ω )
I
0,0
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
Tabela 1-1
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1.2.1.3 ( ) Ajustando a fonte, varie o potencial sobre o resistor de 0,5 em 0,5V medindo a corrente em cada caso, anotando os
valores obtidos na tabela acima.
1.2.1.4 ( ) Complete a tabela, calculando, para cada valor do potencial, a razão
V
. Você observará que essa razão permanece
I
constante o que é uma característica de um bipolo linear. O valor dessa razão é a resistência do resistor.
1.2.1.5 ( ) Num papel milimetrado faça o gráfico de VxI . Você deve obter um comportamento linear. Trace então a reta que
melhor se ajusta aos pontos lançados.
1.2.1.6 ( ) A partir da reta obtida, determine a resistência que é dada pela declividade da reta.
1.2.1.7 ( ) Compare o valor obtido com o valor nominal indicado pelo fabricante. Este valor poderá ser lido diretamente no corpo
do resistor através do faixa colorida ou então estar numericamente impresso.
1.2.1.8 ( ) Repita então os procedimentos cima para o outro resistor que se encontra sobre a bancada, preenchendo a tabela 2
abaixo
V (V)
I (mA)
R=
V
(Ω)
I
0,0
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
1.2.1.9 ( ) No mesmo papel milimetrado, utilizando as mesmas escalas, trace a curva característica do segundo resistor e
observe que as duas curvas têm declividades diferentes, correspondendo a resistências diferentes.
1.2.1.10 ( ) Para os dois resistores você deve estar concluindo que a relação
resistência do resistor, ou seja,
1.3
V
=R
I
ou ainda,
V
I
é constante e o valor desta constante é a
V = R ⋅ I . Este resultado é conhecido como Lei de Ohm.
Curva característica de um bipolo não linear - A lâmpada incandescente
Consideraremos agora um bipolo não linear que consiste de uma lâmpada incandescente, ou seja, de um bipolo
constituído por um fio muito delgado que, sob a ação da corrente elétrica incandesce, emitindo luz.
1.3.1
Procedimento experimental:
1.3.1.1 ( ) Monte o mesmo circuito utilizado anteriormente, substituindo o resistor por uma lâmpada.
1.3.1.2 ( ) Ligue a fonte e cuidadosamente aumente o potencial até que o voltímetro indique 1,0V aplicados sobre a lâmpada.
Meça a corrente indicada, anotando o potencial e a corrente na tabela abaixo.
V (V)
I (ma)
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
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R=
V
( Ω)
I
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S,J.Troise
9,0
10,0
1.3.1.3 ( ) Ajustando a fonte varie o potencial sobre a lâmpada de 1,0 em 1,0V medido em cada caso a corrente, anotando os
valores na tabela. Cuide para que o potencial não ultrapasse 12V pois esta é o potencial máximo de trabalho da lâmpada.
1.3.1.4 ( ) Num papel milimetrado faça o gráfico de V × I . Você deve observar o comportamento não linear da lâmpada. Trace
então a curva que melhor se ajusta aos pontos lançados.
1.3.1.5 ( ) Complete a tabela, calculando a razão
V
.
I
Você observará que esta razão não é constante, que confirma que a
lâmpada não tem comportamento linear.
1.3.1.6 ( ) Como este bipolo não é linear, você não pode falar na resistência da lâmpada pois ele varia em função do potencial e
da corrente sobre a mesma. Por esta razão define-se a resistência aparente da lâmpada em cada ponto como sendo a
declividade da curva característica naquela ponto.
1.3.1.7 ( ) Determine então a resistência aparente da lâmpada para valores indicados na tabela .
V
1.3.1.8 ( ) Faça então o gráfico de
R aparente ( Ω )
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
R aparente × V . O resultado colocará em evidência que a resistência de uma lâmpada
incandescente cresce com o aumento do potencial aplicado sobre ele. Na realidade o aumento do potencial provoca o aumento
da corrente e este produz um aumento da temperatura, ou seja, a resistência da lâmpada incandescente aumenta com a
temperatura do material.
1.4
Relatório:
Siga as instruções contidas no anexo correspondente.
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