Física Exp. 3 Aula 3, Experiência 1

Transcrição

1 Pofa. Eloisa Szanto Ramal: 7111 Pelleton Física Exp. 3 Aula 3, Expeiência 1 Pof. Henique Babosa hbabosa@if.usp.b Ramal: 6647 Basílio, sala 100 Pof. Nelson Calin nelson.calin@dfn.if.usp.b Ramal: 6820 Pelleton Pof. Paulo Ataxo ataxo@if.usp.b Ramal: 7016 Basilio, sala 101

2 Expeiência 1: Cicuitos 1. Cicuitos de Coente Contínua Como medi gandezas eléticas? Os instumentos de medida influenciam no esultado de uma medida? Como escolhe o instumento ceto? 2. Pilha e Lâmpada Como vaia a tensão de uma pilha ou em uma lâmpada em função da coente? Cuvas caacteísticas, foça eletomotiz e esistência intena 3. Capacitoes Como é o campo elético de um capacito eal de placas paalelas? Simulações, medidas e teoia.

3 Atividades da semana (pate 1) Medi a cuva caacteística da pilha desde coentes baixas até coentes da odem de 200mA. se usa um esisto de 5 ou 10 Ω e se a pilha fosse ideal, em quanto estaia limitada a coente? Como vaia a tensão da pilha em função da coente que ela fonece? Usando um ajuste aos dados obtidos acima, enconte atavés de extapolação: a foça eletomotiz Ԑ 0, a esistência intena Rg e a coente máxima i max. Qual o significado físico de i max? V Rg R g i

4 Cuva Caacteística da Pilha

5 Com o ajuste da Lâmpada Quando a bateia envelhece, R aumenta e ε fica apoximadamente constante E0 (V) R (ohm) E0 (V) R (ohm) H (26) 1.24 (48) H (7) (12) H (4) 2.97 (2) H (5) 1.33 (5) H (4) (65) H (1) 0.64 (2) H4 1.4 (?) 0.54 (45) H (5) 1.29 (8) H (3) 0.37 (2) H (5) 2.43 (1) H6 1.44(1) 0.4 (7) H (7) 0.45 (1) H (4) 1.6 (1) H (92) 1.46 (5) H (5) (8) H (?) (?) H (3) 0.72 (41) H (8) (9) H (366) (2908) Poucos gupos eaam as incetezas! Os valoes de E0 são MUITO póximos! Mas os valoes das esistências, não!

6 Coente de cuto cicuito

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8 Consistência da análise Neste caso, pecisaíamos leva em conta esta covaiância: i max ), ( max max co i i co ), ( ), cov(

9 Atividades da semana (pate 2) Calcule a potência fonecida pela pilha ao cicuito e faça o gáfico de P x i. Que equação desceve esta cuva expeimental? Utilizando um ajuste adequado, enconte: Ԑ 0 e Rg e compae com os valoes anteioes. Comente as difeenças se houve. Extapolando a cuva ajustada, se necessáio, enconte: Qual a máxima potência fonecida, P max? Qual a coente paa a qual isto acontece, i(p max )? Poque isso não coesponde à situação de maio coente? Qual a coente máxima possível, i max? Comente as difeenças em elação ao esultado anteio, se houve. Discuta as incetezas ao se faze a extapolação

10 Potência entegue pela pilha Já que a tensão na pilha ea: V R g i A potência fica simplesmente: P V i i R g i 2 ε 2 /4 ε/2 ε/

11 Potência entegue pela pilha Qual a função ajustada? Não ajustou Poque a função seia uma eta? Poque a potência cesceia com i 2?

12 Extapolação de cuvas (2) Muitas vezes o expeimento impõe limitações quanto ao alcance dos dados. Temos que faze extapolações

13 Extapolação de cuvas (2) Como obte a inceteza na potência máxima ou na coente máxima? As seguintes cuvas dão uma idéia: H14 ), ( );, ( P P ), ( );, ( P P

14 Extapolação de cuvas (2) Neste caso, fazia muita difeença medi coentes um pouco maioes, pois eduzia a distância ao ponto onde queíamos extapola! Mas quais das cuvas usa paa detemina a inceteza??

15 Compaação de esultados: teste de consistência da análise Os paâmetos obtidos dos ajustes são consistentes?

16 Consistência da análise Poque o ajuste de P x i não dá exatamente o mesmo esultado que o ajuste de V x i?? 2 Medimos V e i, mas calculamos P=v*i e P P, i, e suas incetezas, NÃO são independentes!! P I I V V 2 NÃO podemos usa o Método dos Mínimos Quadados (MMQ)!! O coeto é usa algo como Máximo Veo Semelhança...

17 Atividades da Semana (pate 3) Paa uma lâmpada de cao de 10W e 12V, obtenha o valo da esistência usando: O ohmímeto (Rmed) A potência nominal (Rnom). Medi a cuva caacteística desta lâmpada Qual cicuito (1 ou 2) é mais adequado? Discuta. Levanta a cuva caacteística desde tensões baixas na lâmpada até a tensão de opeação (na lâmpada). A lâmpada é ôhmica? Discuta quantitativamente! Indique no gáfico de V x i, onde estão Rmed e Rnom medidos acima.

18 Lâmpada de 12V Se a lâmpada ea de 12V, então o Rnom tinha que esta em 12V, ceto???

19 Ponto de opeação E se a gente ligasse a pilha na lâmpada de 12V, o que aconteceia? Como peve qual a tensão na lâmpada? Simples, basta sobepo as duas cuvas caacteísticas!

20 A lâmpada As nossas medidas confimaam nossa hipótese: A lâmpada NÃO é um esisto ôhmico. De fato, a esistência de um filamento de tungstênio vaia com a tempeatua, como mostam váios tabalhos científicos: W. E. Fosythe and A. G. Wothing, Astophys. J. 61, 146 (1925). H. A. Jones, Phys. Rev. 28, 202 (1926). W. E. Fosythe and E. M. Watson, J. Opt. Soc. Am. 24, 114 (1934).

21 Tungstênio: esistência x tempeatua Fómula empíica, obtida a pati de dados expeimentais: R T R 0 T 0 1,24 R = esistência do filamento na tempeatua T R 0 = esistência do filamento na tempeatua T 0 T 0 = tempeatua da sala R 0 depende da fabicação da lâmpada, paa a lâmpada usada é 1.2Ω(±5%), mas vão medi. Ve link outos documentos no site do LabFlex paa efeências expeimentais