Relatório Circuito elétrico

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE 
 CAMPUS SANTO ANTÔNIO DA PATRULHA 
I INSTITUTO DE MATEMÁTICA, ESTATÍSTICA E FÍSICA 
 FÍSICA EXPERIMENTAL 
 
 
RELATÓRIO 
Experimento: Circuitos Elétricos Resistivos de Corrente Contínua 
 
Aluna: Mariana Carvalho 
 
1. INTRODUÇÃO: Circuitos Elétricos 
 
 Se nos perguntarmos qual a característica comum de um rádio, um liquidificador, um 
computador, uma televisão e uma lâmpada, provavelmente diremos que todos eles necessitam 
de energia elétrica para funcionar. 
 Para termos uma corrente elétrica, isto é, para os portadores de carga se moverem de 
maneira ordenada, é preciso haver uma diferença de potencial entre as duas extremidades de 
um fio condutor. Na maioria dos casos, essa diferença de potencial é mantida por um gerador 
ou fonte de tensão. 
 Assim, chamamos de circuito elétrico o movimento de uma corrente elétrica pelos 
condutores entre os dois terminais da fonte de tensão. Na maioria das vezes os circuitos 
elétricos são constituídos de fios condutores, a fonte de tensão pode ser uma bateria ou uma 
pilha, um elemento resistivo que pode ser uma lâmpada, por exemplo. 
 Na eletrônica, são utilizados vários resistores, mas neste experimento que será 
relatado a seguir utilizamos resistores de carvão de um bastão de grafite revestido de uma 
camada isolante de cerâmica com dois terminais metálicos. Veja na figura 1, como são 
representados os resistores. 
 
 
Figura 1: Formas de representação de resistores 
2. EXPOSIÇÃO TEÓRICA - Lei de Ohm 
 
 Os resistores oferecem certa dificuldade à passagem da corrente elétrica, que 
denominamos resistência elétrica R do condutor. O cientista alemão George Simon Ohm 
(1787-1854) verificou, por meio de vários experimentos, que a resistência de um condutor 
depende da natureza do material do qual é constituído, de sua temperatura e de suas 
dimensões. 
 Em alguns condutores mantidos a temperaturas constantes, a diferença de potencial U 
e a intensidade de corrente i são diretamente proporcionais. Essa relação é conhecida como 
lei de Ohm. De fato, para uma mesma diferença de potencial, o aumento da resistência 
elétrica em um circuito provoca a queda da intensidade da corrente elétrica que o percorre, 
visto que os portadores de carga terão mais dificuldade de se locomover. Representada 
pela fórmula: 
 
 A partir de U = Ri, vemos que: 1 V = 1 Ω . 1 A ou seja, 1 Ω = 
𝟏 𝑽
𝟏𝑨
 
 
Associações de resistores 
 
 Associação em série: Quando os resistores estão ligados um após o outro, de modo 
que sejam percorridos pela mesma corrente elétrica, dizemos que eles estão associados em 
série. Por exemplo as lâmpadas de pinheiro de Natal. Como indicado na figura 2: 
 
Figura 2: Associação de resistores em série 
 
Para calcularmos a resistência equivalente (𝑅𝑒𝑞) em um circuito em série, utilizamos 
a seguinte fórmula: 𝑹𝒆𝒒 = R1+ R2+R3 
 
 Associação de resistores em paralelo: Quando os resistores estão ligados a terminais 
submetidos a uma mesma diferença de potencial, dizemos que estes resistores estão 
associados em paralelo. 
 
 
 
 U=Ri ou R=U/i 
Nessa associação, todos os resistores são submetidos à mesma tensão e a corrente 
elétrica principal i subdivide-se entre os resistores associados nas correntes i1, i2, i3 e 
é igual à soma delas. Veja na figura 3 abaixo. 
 
Figura 3: Associação de resistores em paralelo 
 
 A fórmula para a 𝑅𝑒𝑞 em uma associação em paralelo é: 
 
 Associação mista de resistores: São circuitos elétricos nos quais encontramos 
resistores associados em série e em paralelo. Determinando os resistores equivalentes das 
associações parciais, calculando a resistência equivalente da associação mista. 
 
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
Materiais utilizados: 
● Fonte de tensão regulável; 
● Multímetro; 
● Três resistores, com resistências nominais de 1200 Ω, 1000 Ω e 4700 Ω; 
● Placa protoboard; 
 
Foram medidos com o multímetro, os valores dos resistores R1, R2 e R3 e foram 
obtidos R1 = 1190 Ω, R2 = 996 Ω e R3 = 4640 Ω, veja na figura 1 o esquema do circuito 
montado: 
 
Figura 4: Esquema do circuito elétrico 
Montagem do Experimento: 
Realizamos a montagem em um bloco protoboard, como na figura 5, do esquema do 
circuito indicado na figura 4. 
 
Figura 5: Circuito da figura 4, montado na protoboard 
 
Realização do Experimento: 
 
Primeiramente fizemos os cálculos teóricos, montamos o equipamento, a fonte, a 
protoboard, os resistores e o multímetro. Para cada medida que íamos fazendo a montagem 
do experimento mudava. 
 
4. ANÁLISE DE DADOS E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS 
 
Antes de iniciar o experimento, calculamos 𝑅𝑒𝑞 do circuito e obtivemos o resultado 
de 2009,99 Ω. Para calcular o 𝑅𝑒𝑞 calculamos primeiro a resistência dos doi resistores em 
paralelo. Assim: 
 
𝑅𝑒𝑞 = 
𝑅2𝑅3
𝑅2+ 𝑅3
 = 
996 Ω .4640 Ω
996 Ω + 4640 Ω
 = 819,99 Ω 
 
Para saber 𝑅𝑒𝑞 total somamos 819,99 Ω com o R1, e obtivemos: 
 
𝑅𝑒𝑞 = 819,99Ω + 1190Ω = 2009,99Ω 
Para i1 que é a corrente que passa pelo R1 obtivemos 0,497 mA, calculamos da 
seguinte forma: A tensão é de 10V e a resistência equivalente é 2009,99 Ω. 
 
U=Ri então, 10V = i1. 2009,99 Ω 
 i1 = 0, 497mA 
 
Para i2, que é corrente que passa pelo R2. Fizemos U=U1+U23, U é a tensão total, U1 
é a tensão que passa no R1 e U23 é a tensão que passa do R2 e no R3, para descobrir U23 e 
depois descobrir a i2. Logo, 
 
Primeiro precisamos descobrir U1 que é U1=i1.R1, ou seja: 
U1 = 0,497 mA. 1190 Ω = 5,9 V 
 
Agora, U=U1+U23 = 10V= 5,9V+ U23 
U23 = 4,08 V 
 
Sabendo U23, podemos descobrir a corrente que passa no R2: 
 
U23 = i2.R2 = 4,08V= i2.996 Ω 
 i2 = 0,409 mA 
 
E por último calculamos o i3, que é a corrente que passa pelo resistor R3, para 
calcular i3 fizemos: 
 
U23 = i3.R3 = 4,08V = i3.4640Ω 
 i3 = 0,88 mA 
 
Depois dos cálculos feitos, partimos para as medidar, primeiramente medimos a 
𝑅𝑒𝑞 do circuito com o multímetro, observe a figura 6, onde mostra como colocamos o 
multímetro para fazer essa medida. 𝑅𝑒𝑞= 2000 Ω. Para medir o 𝑅𝑒𝑞colocamos uma ponteira 
do multímetro em cada terminal do circuito. Veja que o negativo do multímetro está 
conectado no R1 e o positivo do multímetro no R3. 
 
 
Figura 6: Medindo a resistência equivalente no circuito 
 
 
Depois conectamos a bateria de corrente contínua ajustada em 10V, medimos as 
tensões, para medir as tensões colocamos o multímetro em paralelo com cada resistor, veja 
como foi feito na figura 7, para encontrar U1, que é a tensão que passa no R1, na figura 8 
medindo U2 e na figura 9, medindo U3. Sendo que U2 = U3. Para U1 = 5,9V e para U23 = 
4,07. 
 
 
 Figura 7: Medindo U1 =5,9V Figura 8: Medindo U2 = 4,07V Figura 9: Medindo U3 = 4,07V 
 
A fonte permaneceu ligada no R1 e no R3, nos terminais do circuito, o que mudou foi 
onde colocamos as ponteiras do multímetro para U1 colocamos as ponteiras em cima do R1 e 
assim sucessivamente. 
E por último medimos as correntes, para medir as correntes, colocamos o multímetro 
em série com o circuito e assim medimos primeiro a i1, depois ajustamos os cabos e medimos 
a i2 e por último a i3. Veja nas figuras 10, 11 e 12, como foi feito estas medições. 
 
 
 
 Figura 10: Medindo i1 Figura 11: medindo i2 Figura 12: Medindo i3 
 
Para medir a i1, colocamos o negativo do multímetro ligado com o negativo da fonte, 
o positivo da fonteligado no R1 e o positivo do multímetro na outra ponta do R1. 
Agora para i2 fizemos diferente, ligamos o negativo da fonte no R1, e o positivo no 
R2, o multímetro ficou com a ponteira positiva no outro lado do R2 e a negativa no R3. 
 
 
 
 
Apesar dessa diferença de valores serem mínimos entre experimental e teórico, 
acredito que o que podia influenciar é, os fios, pois não existe um fio que seja 100% 
condutor, o multímetro tem uma resistência interna e isso pode interferir na coleta de dados 
também. Outro aspecto eram os resistores estavam velhos e alguns precisaram serem lixados 
para melhor contato. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Calculamos o percentual de erro na prática, confira na tabela 1: 
 
Tabela 1: 
 
Teoria (V) Exp. (V) E % Teoria (mA) Exp. (mA) E % 
V1= 5,9 V1= 5,9 0 0,497 0,49 1,42 
V23 = 4,08 V23 = 4,07 0,24 0,409 0,404 1,2 
V23 = 4,08 V23 = 4,07 0,24 0,88 0,84 4 
 
Para a R equivalente que no calculado é 2009.99 Ω e o medido é 2000 Ω, temos um 
E% de 0,5% 
 
5. CONCLUSÕES: 
 
 O erro foi entre 0 e 0,2% para a tensão e de 1,2 a 4% para a corrente, esse erro pode 
ter sido por motivo dos resistores pois eram velhos e alguns estavam com o contato ruim, o 
multímetro também pode ter agregado no erro experimental. 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: 
● XAVIER, Claudio; BENIGNO, Barreto. Coleção de Física Aula por Aula. 1ed. São 
Paulo: FTD, 2010. v.3