Baixe Relatório Lei de Ohm e outras Provas em PDF para Química, somente na Docsity! 1. Introdução A resistência elétrica mede a propriedade dos materiais de oferecer resistência a passagem de corrente elétrica. Neste processo a energia elétrica é dissipada, geralmente, na forma de calor. Assim um resistor corresponde a qualquer dispositivo que dissipe energia elétrica. Resistores em que a diferença de potencial (ddp) aplicado, é proporcional a corrente elétrica (I) são chamados resistores ôhmicos, para eles a relação entre ddp e corrente é constante e chamada de resistência elétrica (R), embora nem todos os resistores se comportem desta maneira. 2. A lei de Ohm No começo do século XIX, Georg Simon Ohm (1787-1854) mostrou experimentalmente que a corrente elétrica, em condutor, é diretamente proporcional a diferença de potencial V aplicada. Esta constante de proporcionalidade é a resistência R do material. Então de acordo com os experimentos de Ohm, temos que; VAB = R x i a qual é conhecida como "Lei de Ohm". Muitos físicos diriam que esta não é uma lei, mas uma definição de resistência elétrica. Se nós queremos chamá-la de Lei de Ohm, deveríamos então demonstrar que a corrente através de um condutor metálico é proporcional à voltagem aplicada, i ∝ V. Isto é, R é uma constante, independente da ddp V em metais condutores. Mas em geral esta relação não se aplica, como por exemplo aos diodos e transistores. Dessa forma a lei de Ohm não é uma lei fundamental, mas sim uma forma de classificar certos materiais. Os materiais que não obedecem a lei de Ohm são ditos ser não ôhmicos. 2.1 Resistores Ôhmicos Os resitores que obedecem a equação são denominados por resistores ôhmicos. Para estes resistores a corrente elétrica ( i ) que os percorrem é diretamente proporcional PAGE 4 à voltagem ou ddp (V) aplicada. Consequentemente o gráfico V versus i é uma linha reta, cuja inclinação é igual o valor da resistência elétrica do material, como mostra o gráfico abaixo, Fig. 1 - Resitores ôhmicos obedecem a lei de Ôhm 2.2 Resistores não Ôhmicos Observa-se, em uma grande família de condutores que, alterando-se a ddp (V) nas extremidades destes materiais altera-se a intensidade da corrente elétrica i, mas a duas grandezas não variam proporcionalmente, isto é, o gráfico de V versus i não é uma reta e portanto eles não obedecem a lei de Ôhm, veja gráfico abaixo. Estes resistores são denominados de resistores não ôhmicos. Em geral, nos cursos básicos de Física, trata-se apenas dos resistores ôhmicos. Fig.2 - Resistores não ôhmicos não obedecem a lei de Ôhm Unidade de resistência elétrica é chamada ohm e é abreviado pela letra grega ômega Ω. Desde que R = V/i, então 1.0Ω é equivalente a 1.0 V/A. Em circuitos elétricos a resistência é representada pelo símbolo . Em geral os resistores têm resistências que variam de um valor menor do que 1 ohm até milhões de ohms. A Fig. 3, juntamente com a tabela 1 mostram as regras de classificação dos resistores. O valor da resistência de um dado resistor é escrito no seu exterior ou é feito por um código de cores como mostrado na figura e tabela abaixo: as duas primeiras cores representam os dois primeiros dígitos no valor da resistência, a terceira cor representa a potência de 10 que o valor deve ser multiplicado, e a quarta cor é a tolerância no erro de fabricação. Por exemplo, um resitor cujas quatro cores são vermelho, verde, laranja e ouro têm uma resistência de 25.000 Ω ou 25 kΩ, com uma tolerância de 5 porcento. Fig. 3 - Caracterização dos resitores Cor Número Multiplicador Tolerância % Preto 0 1,00E+00 - Marrom 1 1,00E+01 - Vermelho 2 1,00E+02 - Laranja 3 1,00E+03 - Amarelo 4 1,00E+04 - Verde 5 1,00E+05 - Azul 6 1,00E+06 - PAGE 4 g. Procedendo como no item anterior, eleve a tensão da fonte de volt, no máximo até 5 Volts, completando o quadro a seguir: d.d.p. entre os pontos 2 e 3 (V2,3) Intensidade da corrente que circula ( i ) R = V/i (Ω) 1 0,01 100 2 0,02 100 3 0,03 100 4 0,04 100 5 0,05 100 h. Construa o gráfico V x i deste resistor. i. Qual o significado físico da declividade do gráfico? R: Aumentando a tensão a corrente aumenta, de forma que o coeficiente angular da reta permaneça constante, ou seja, a resistência é constante. j. Qual a relação entre a d.d.p. aplicada a este resistor e a corrente por ele aplicada? R: São diretamente proporcionais. k. O primeiro a chegar a esta conclusão foi Georg Simon Ohm, físico alemão (1787-1854) que a tornou conhecida como lei de Ohm: “A intensidade de corrente que circula por um condutor é, a cada instante, proporcional a diferença de potencial aplicada às extremidades do mesmo”. Hoje sabemos que esta lei é válida somente para certos resistores, chamados ôhmicos e, aqueles que não obedecem, denominamos resistores não ôhmicos. Como você classificaria o resistor que trabalhamos? R: Resistor Ôhmico l. A unidade de resistência elétrica no sistema internacional é o OHM, homenagem a Georg Simon Ohm, e a letra grega que a simboliza é o ômega (Ω). Consulte PAGE 4 seus apotamentos e livros e dê a definição da unidade SI de resistência elétrica, o OHM. R: Sendo R=V/i temos que Ω = Volt / Ampére 4. Resistores não-Ôhmicos 4.1 Materiais Fonte CC regulável; Multiteste didático; Lâmpada baioneta, 12V com conectores; Chave liga e desliga; Quatro conexões de fios com pinos banana. 4.2 Procedimentos Leu-se as instruções e o uso da fonte, verificando assim se a tensão da rede era a mesma que do aparelho. Montou-se o circuito conforme indicado na figura abaixo. PAGE 4 Verificou-se a chave auxiliar observando se a mesma estava desligada. Regulou-se a fonte para zero Volt. Ligou-se a chave e elevou-se a tensão da fonte de Volt em Volt completando o quadro abaixo: d.d.p. entre os pontos 2 e 3 (V2,3) Intensidade da corrente que circula ( i ) R = V/i (Ω) 0 0,01 0 1 0,052 19,23 2 0,69 2,90 3 0,82 3,66 4 0,94 4,26 5 1,06 4,72 6 1,14 5,26 7 1,24 5,65 8 1,33 6,02 9 1,44 6,25 10 1,51 6,62 11 1,59 6,92 12 1,68 7,14 Gráfico V x i da lâmpada. Com a interpolação e extrapolação do gráfico, completou-se o quadro abaixo: V ( V ) I ( A ) R ( Ω ) 0,5 0,29 1,72 0 0,03 0 3,5 0,87 4,02 0 0,038 0 6,5 1,21 5,37 Classifique a resistência elétrica oferecida pela lâmpada. R: Resistor não Ôhmico PAGE 4