Depto de Física/UFMG
Laboratório de Fundamentos de Física
EXPERIMENTO No 10
ELEMENTO RESISTIVO LINEAR
INTRODUÇÃO
Se um elemento resistivo de um circuito está submetido a uma diferença de potencial (tensão) V
e é atravessado por uma corrente I, definimos a resistência elétrica R desse elemento como:
R=
V
I
O comportamento de V em função de I pode ser bastante variado dependendo das características
físicas e químicas do material empregado na fabricação. No caso da corrente ser diretamente
proporcional à tensão, isto é, se a resistência R não depende da razão V/I, esse elemento resistivo é
dito ser um resistor ôhmico. Estes resistores são fabricados usando o elemento químico carbono, em
geral como grafite. Esta é a lei de Ohm.
Em circuitos elétricos, sempre nos interessa conhecer a tensão entre dois pontos e a corrente
elétrica que passa pelo circuito. Para isso, usamos medidores específicos denominados voltímetros e
amperímetros, que devem ser adequadamente incluídos no circuito.
O voltímetro deve ser ligado em paralelo com o elemento do circuito onde se quer ler a tensão,
isto é, ele deve ser ligado entre os pontos em que desejamos medir a diferença de potencial. O
amperímetro deve ser ligado em série com o elemento do circuito onde ser quer ler a corrente, isto
é, deve ser ligado de modo a ser atravessado pela corrente que se deseja medir. A figura 1 mostra
esquematicamente como são ligados o voltímetro e o amperímetro.
Figura 1: Circuito elétrico contendo uma fonte de tensão ε, um resistor R com (a) um voltímetro V
conectado em paralelo e (b) um amperímetro A conectado em série no circuito.
Associações de resistores
A análise de um circuito muitas vezes pode ser simplificada pela substituição de dois ou mais
resistores por um resistor equivalente, percorrido pela mesma corrente ou com a mesma queda de
potencial que os resistores primitivos. Podemos associar os resistores de duas maneiras:
•
quando dois ou mais resistores ligam-se de modo que são atravessados pela mesma corrente,
como mostrado na figura 2a, estes estão ligados em série. A resistência total será dada por Rs
= R1 + R2;
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•
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quando dois ou mais resistores ligam-se de modo que a diferença de potencial seja a mesma
em ambos, como mostrado na figura 2b, estes estão ligados em paralelo. A resistência total
será dada por 1/Rp = 1/R1 + 1/R2.
(a)
I
R1
(b)
R2
R1
R2
V
Figura 2:(a) dois
resistores ligados
em série atravessados pela mesma corrente I e (b) dois resistores ligados em paralelo de modo que a
diferença de potencial é a mesma em ambos.
PARTE EXPERIMENTAL
Objetivo:
Construir circuitos resistivos simples e efetuar medidas de corrente, tensão e resistência elétrica.
Verificar a curva característica V x I de um resistor linear.
Material:
Fonte de tensão digital, multímetro digital, painel de ligações, resistores ôhmico (~200 a 300 ohms)
e cabos de ligação.
Procedimento:
1a Parte: Resistência de um único resistor
Nesta parte, você deverá especificar a resistência de um resistor e seu respectivo desvio, usando
três métodos:
• leitura direta fornecida pelo fabricante usando o código de cores
• levantamento da curva V x I do resistor
• diretamenta com o multímetro no modo de medida de resistências
1) Pegue um resistor e faça a leitura da resistência R com o respectivo desvio com base no Código
de resistores abaixo.
2) Monte o circuito da figura 3, sem o voltímetro e com o multímetro no modo de medição de
corrente contínua (escala maior) e peça o professor para conferir as ligações antes de ligar o
circuito.
Não ligue o circuito antes do professor conferir para evitar que algum aparelho seja
danificado. Só ligue com a autorização do professor.
Figura 3: Circuito contendo uma fonte de tensão, um resistor, um amperímetro em série e um
voltímetro em paralelo.
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3) Varie a tensão no resistor, desde 1 até cerca de 10 V. Para cada valor de V lido na fonte, faça a
leitura de corrente no multímetro em forma de tabela.
3) Construa o gráfico V x I e obtenha a equação da reta por regressão linear.
4) Determine, a partir do gráfico, o valor da resistência R e o respectivo erro.
5) Compare com o valor fornecido pelo fabricante.
OBS: Desconsiderando a resistência interna da fonte e do amperímetro, a tensão fornecida pela
fonte (ε) que é lida no seu display é igual à queda de tensão no resistor (V), que seria determinada
por um voltímetro em paralelo à R como mostrado na figura anterior.
2a Parte: Resistores em série e em paralelo
Esta parte, você deverá determinar a resistência equivalente de resistores associados em série e
em paralelo.
1) Coloque no painel de ligações dois resistores em série, e anote os valores de suas resistências
com os respectivos desvios com base no Código de Resistores.
2) Monte o circuito da figura 3, e peça ao professor para conferir as ligações. Atenção, a resistência
R agora está sendo substituída pelo dois resistores em série.
3) Aplique uma tensão de 5,0V nos resistores e faça as leituras no voltímetro e no amperímetro.
4) Calcule o valor da resistência equivalente Rs com o respectivo desvio com o uso da equação dada
na introdução.
Faça o mesmo procedimento acima para os dois resistores ligados em paralelo. Comente os
resultados.
Código de Resistores
1o dígito
multiplicador
o
2 dígito
0
1
2
3
4
5
6
7
0
1
2
3
4
5
6
7
Preto
Marrom
Vermelho
Laranja
Amarelo
Verde
Azul
Ouro
Tolerância
o
x 10 = 1Ω
1
x 10 Ω
2
x 10 Ω
3
x 10 Ω
4
x 10 Ω
5
x 10 Ω
6
x 10 Ω
7
x 10 Ω
-1
x 10 Ω
Ouro: 5%
Prata: 10%
Sem banda: 20%
50