02_Rel. Bipolos Eletricos

  • Published on
    03-Nov-2015

  • View
    239

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

laboratorio 3 ligia

Transcript

LABORATRIO DE FSICA IIIRELATRIO N 02INSTRUMENTOS DE MEDIDAS BIPOLOS ELTRICOS: RESISTOR E LMPADA

Bauru/2012

LABORATRIO DE FSICA III

RELATRIO N 02

INSTRUMENTOS DE MEDIDAS

BIPOLOS ELTRICOS: RESISTOR E LMPADA

Mayara F. Fraidemberg Maia RA 11021578Maikon Souza RA 11024135

Bauru/2012

1. INTRODUO TERICA

Pr-relatrio 02.

2. OBJETIVOS

A partir do grfico determinar a curva caracterstica da lmpada e do resistor e definir se os bipolo classificam-se em lineares e no lineares, conforme sua curva caracterstica seja uma reta ou no, respectivamente. Pode-se ainda, classific-los em passivos e ativos conforme a curva caracterstica cruze a origem ou corte o eixo das coordenadas cartesianas em dois pontos, simtrico ou assimtrico, ou seja, comprovar a Lei de Ohm.

3. MATERIAIS

MaterialQtdade.MarcaModelo

Fonte de Tenso Varivel01KEPCO Programmable Power Supply MODEL No. DPS 40 2M

Multmetros02UNI-TM3900

Resistores06--

Lmpada de 12V01--

Cabos08--

Tabela 01: Descrio detalhada dos materiais com suas respectivas, quantidade, marca e modelo

4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTALResistor Parte Experimental IPrimeiramente fizemos uma leitura das faixas dos resistores atravs do cdigo de cores que estava em nosso Pr-relatrio e completamos a Tabela 01, com as suas respectivas resistncias. Com um multmetro, calculam-se os valores dos resistores.

Aps o clculo, dois resistores dos que foram feito a leitura, devero ser escolhidos para se calcular a tenso mxima que pode ser aplicada em cada um. Monta-se ento o circuito com a fonte de tenso e o resistor, acoplando-os aos multmetros (um que ser usado como ampermetro e outro que ter a funo de voltmetro). Calibra-se a escala dos multmetros de modo que a mesma escala seja usada para os dois resistores escolhidos.

A tenso da fonte deve ser variada entre um valor abaixo da mxima permitida no resistor e o zero, aps essa observao comeamos a coletar os dados do ampermetro e do voltmetro e preenchemos a Tabela 02 para dez medidas diferentes de tenso. Posteriormente, inverte-se a polaridade da fonte e repete-se o procedimento e completa-se a segunda parte da Tabela 02, para a polaridade invertida.

O resistor deve ser trocado e com isso coletar novas medidas, para o preenchimento das demais colunas da Tabela 02, que foram separadas para o segundo resistor escolhido. Agora com os dados coletados, no papel milimetrado, deve-se construir um grfico de tenso versus corrente, colocando os dados dos dois resistores num mesmo grfico (para observar as diferenas entre as curvas) e calcular a resistncia de ambos. Calcula-se ento o desvio percentual com relao ao valor antes anotados e verificando se est na faixa de tolerncia daquele determinado resistor. Concluindo a partir disso se o resistor valida a Lei de Ohm ou no.

Lmpada Parte Experimental IIDeve-se montar um circuito agora, com a fonte de tenso contnua (selecionada na escala de tenso contnua inicialmente em 0 Volt), os multmetros devem estar funcionando como ampermetro e voltmetro. Ajusta-se a escala do ampermetro de modo que a corrente a ser medida no ultrapasse a do medidor, e da mesma forma, o voltmetro deve ser ajustado. A tenso da fonte deve ser variada conforme os dados da Tabela 03, que informar os valores coletados para lmpada a hora da construo do grfico, e posteriormente, esses valores devero ser colocados na Tabela 03, cada valor em sua determinada coluna, onde a partir disso, calcula-se os valores das resistncias para cada valor de tenso variada. A partir dos dados obtidos atravs desse circuito, constri-se ento no papel milimetrado, o grfico da corrente (I) versus tenso (V) da lmpada, e um outro grfico da resistncia () versus tenso (V) todos esses grficos referente aos respectivos valores da Tabela 03, que caracterizam o circuito com a lmpada. Com base nos dados obtidos, nas curvas dos grficos, pode-se descobrir se a lmpada considerada um resistor hmico; caracterizando o bipolo, e se a lmpada pode ser determinada pela Lei de Ohm.

5. RESULTADOS E DISCUSSES PARTE I - RESISTOR1. Curva caracterstica do resistor1.1 Pelo cdigo de cores, leia todos os valore dos resistores (valor nominal). Com a ajuda de um multmetro mea os valores destes resistores (valor real). Compare ambos os valores (Desvio= valor nominal valor real, em mdulo). Anote os dados na Tabela 01.

Seqncia de coresValor nominalTolernciaValor realDesvio

Marrom/cinza/vermelho680 34 672 8

Alaranjado/alaranjado/marrom/ouro330 16,5 328 2

Marrom/cinza/marrom/ouro180 9 181,8 1,8

Alaranjado/alaranjado/vermelho/ouro3300 165 3,28 20

Marrom/verde/marrom/ouro150 7,5 149,3 7

Marrom/preto/marrom/ouro100 5 99,7 3

Tabela 01: valores nominais e reais dos resistores.

1.2 Escolha dois valores de resistores. Sabendo que a potencia do resistor em estudo de 1/8 W e o seu valor real, determine a tenso mxima que pode ser aplicada em cada um.1.3 Monte o circuito da Figura 01, utilizando um dos resistores escolhidos do item 1.2.

Figura 01: Circuito para montagem da CCAR do resistor R,

tendo uma fonte de tenso contnua varivel em srie com o resistor.

1.4 O resistor R bipolo eltrico em estudo. Varie a tenso da fonte em diferentes valores e mea, pelo multmetro, os valores da tenso sobre o resistor e a corrente do circuito. Registre os dados na Tabela 02.

Tabela 02: Dados Experimentais para CCAR do resistor.R1 = 99,7 R2 = 328

Vf V1 (3,2V )I1 (32x10-3 A)Vf V2 (6,20V)I2 (18x10-3 A)

0 V0 V0 A00 V0 A

0,4 V0,35 V3,6 A0,60,57 V1,7 A

0,6 V0,53 V5,4 A1,21,15 V3,5 A

0,8 V0,71 V7,2 A1,81,73 V5,3 A

1,0 V0,88 V9,0 A2,42,31 V7,1 A

1,6 V1,42 V14,6 A3,02,89 V8,8 A

2,0 V1,78 V18,2 A3,63,47 V10,7 A

2,4 V2,14 V22,0 A4,24,05 V12,5 A

3,0 V2,70 V27,6 A5,45,21 V16,1 A

3,2 V2,88 V29,6 A6,46,20 V19,2 A

- Vf - V1 (3,2V)- I1 (32x10-3A)- Vf - V2 (6,20V)- I2 (18x10-3A)

0 V0 V0 A0 V0 V0 A

-0,4 V -0,35 V-3,6 A-0,6 V-0,57 V-1,7 A

-0,6 V-0,53 V-5,4 A-1,2 V-1,16 V-3,5 A

-0,8 V-0,72 V-7,5 A-1,8 V-1,73 V-5,4 A

-1,0 V-0,88 V-9,1 A-2,4 V-2,32 V-7,0 A

-1,6 V-1,42 V-14,6 A-3,0 V-2,89 V-8,9 A

-2,0 V-1,79 V-18,4 A-3,6 V-3,47 V-10,7 A

-2,4 V-2,14 V-22,0 A-4,2 V-4,05 V-12,6 A

-3,0 V-2,72 V-27,8 A-5,4 V-5,22 V-16,2 A

-3,2 V-2,89 V-29,7 A-6,4 V-6,20 V-19,2 A

Legenda Tabela 02.

Vf = tenso da fonte

V1= tenso lida para o resistor 1I1 = corrente registrada para o resistor 1

V2 = tenso lida para o resistor 2I2 = corrente registrada para o resistor 2

1.5 Inverta a polaridade da fonte e repita as medidas, conforme o item 3.

1.6 No papel milimetrado construam um grfico de tenso versus corrente. Obtenha a partir do grfico o valor do resistor R e calcule o desvio percentual com relao ao valor lido no item 1.1. Verifique se o valor medido est dentro da faixa de tolerncia.

1.7 Repita os procedimentos dos itens de 1.2 ao 1.6 para um outro valor nominal de resistor. Registre os dados na tabela 2. OBS: Os dados obtidos neste item devero ser plotados no mesmo eixo xy que do grfico do item 1.6.1.8 O resistor pode ser considerado hmico? Discuta a Lei de OHM para esse componente.Sim, o resistor pode ser considerado hmico. A lei de OHM estabelece que um bipolo pode ser caracterizado como um resistor linear (hmico) se sua resistncia for independente da corrente, para cada tenso a que o bipolo estiver submetido, ou seja, a razo de V/I dever ser constante. Como consequncia, sua caracterstica (grfico e I em funo de V ) ser uma reta.

Resistor de 99.7 .

Resistor de 328 .

Obs: bipolo eltrico qualquer dispositivo eltrico com dois terminais acessveis, mediante os quais pode ser feita a sua ligao a um circuito.

Clculo da tenso mxima e da corrente do resistor de 100 Vf = tenso da fonte com um resistor de 100

P = Vf2/R

Vfmax=PR

Vfmax=1/8.99,7

Vfmax=3,53V (usaremos uma tenso de 3,2 para margem de segurana)

Corrente em um resistor de 100

Vf=RI

3,2 = 99,7 I

3,2/99,7 = I

I = 32x10-3 A

Clculo da tenso mxima e da corrente do resistor de 328Vf = tenso da fonte com um resistor de 328

P = Vf2/R

Vfmax=PR

Vfmax=1/8.328

Vfmax=6,40 V (usaremos uma tenso de 6,20V para margem de segurana)Corrente em um resistor de 328

Vf=RI

6,2 = 328 I

6,2/328 = I

I =18x10-3 A

Clculo da tangente para o resistor de 328, a partir do Grfico:

Resistor de 328

Corrente(1) : 0,0192A

Tenso(1): 6,20VCorrente(2): 0,0053A Tenso(2):1,73VR=tg

Tg= ( 6,28-1,73)/(0,0192-0,0053)

Tg=4,55/0,0139

Tg=327,33

Tg=r

R=327,33Desvio:

Desvio= (328-327,33)/100 x 100%

Desvio=0,67%

Desvio=0,67% est dentro do padro de desvio que 5% nesse resistor de acordo com a cor da faixa.

Seqncia de coresValor nominalTolernciaValor realDesvio

Alaranjado/alaranjado/marrom/ouro330 16,5 328 2

Clculo da tangente para p resistor de 100, a partir do Grfico:

Corrente(1) : 0,0072A

tenso(1): 0,53VCorrente(2): 0,0296A

tenso(2):2,88VR=tg

Tg= ( 2,88-0,53)/(0,0296-0,0072)

Tg=2,35/0,0224

Tg=104.91

Tg=r

R=104.91

Desvio:

Desvio= (100-104.91)/100 x 100%

Desvio=4.91% est dentro do padro de desvio que 5% nesse resistor de acordo com a cor da faixa.Seqncia de coresValor nominalTolernciaValor realDesvio

Marrom/preto/marrom/ouro100 5 99,7 3

5.1 RESULTADOS E