3 a fase Prova Experimental

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1 3 a fase Prova Experimental Prova para alunos do 1º ano LEIA ATENTAMENTE AS INSTRUÇÕES ABAIXO: 01) Esta prova destina-se exclusivamente a alunos do 1º ano do ensino médio. 02) O Caderno de Resoluções possui instruções que devem ser lidas cuidadosamente antes do início da prova. As resoluções devem ser transcritas no local indicado no caderno de resoluções. Respostas fora do local indicado não serão consideradas. 03) Leia atentamente as instruções antes de manipular o kit experimental. 04) Todos os resultados numéricos de medidas e cálculos devem ser expressos de acordo com as instruções específicas. 05) A duração desta prova é de duas horas e trinta minutos, devendo o aluno permanecer na sala por no mínimo noventa minutos. MEDIDA DA RESISTENCIA ELÉTRICA DE MATERIAIS A Resistência elétrica de um material é capacidade deste se opor à passagem de corrente elétrica quando submetido a uma diferença de potencial elétrico. A resistência elétrica de um material é quantificada por uma grandeza denominada de resistência elétrica (R) que no sistema Internacional de Unidades (SI) é medida em Ohms (Ω), a unidade de diferença de potencial é o Volt (V) e de corrente o Ampère (A). A lei de Ohm relaciona a corrente elétrica que atravessa o material (i) com a diferença de potencial elétrico (V ab ) aplicado nos terminais deste material (resistor de resistência R): a R b V ab A corrente elétrica i que atravesa o material/resistor de resistência R ao qual é aplicada uma diferença de potencial elétrico V ab entre os terminais é dada por: O Potencial em a é maior que em b. Na linguagem comumente utilizada: a é +(positivo) e b é (negativo) Nesta prática serão realizadas medidas resistencia elétrica e diferenca de potencial elétrico num conjunto de resistores utilizando-se uma bateria e um multimetro digital. Vamos utilizar nesta prática a seguinte convenção para as conexões elétricas: Positivo - cabo vermelho Negativo cabo preto Medidas de diferença de potencial elétrico e resistencia elétrica são realizadas a partir da conexão dos cabos de um aparelho elétrico (multímetro) em dois pontos/terminais distintos (no cado da figura acima a e b). No experimento que será realizado a diferença de potencial elétrico será fornecida por uma bateria. 1

2 KIT EXPERIMENTAL: 1 Multímetro digital DT830B; 2 Dois cabos (vermelho e preto) com conectores banana e jacaré; 3 Conjunto de 5 resistores soldados a um suporte para conexão da bateria; 4 Bateria Manuseio correto dos cabos e conjunto de resistores: NÃO PUXE OS CABOS PELO FIO. Proceda como indicado nas figuras abaixo sempre com muito cuidado. Conector banana Conector jacaré Manipule o conjunto de resistores com cuidado para não danificar as soldas (não dobre o conjunto de resistencias). Somente conecte a bateria ao conjunto quando solicitado, tomando muito cuidado ao conectá-la. Conexão dos cabos ao multímetro: Use o padrão indicado abaixo conectar os plugs banana como indicado. Tome muito Conector banana vermelho Conector banana preto 2

3 PARTE I MEDIDA DA DIFERENÇA DE POTENCIAL DA BATERIA Coloque os cabos no multímetro como indicado nas instruções anteriores. Muito cuidado neste procedimento. a) Identificação das escalas do multímetro Com o multímetro em mãos transcreva no caderno de resoluções todas as escalas indicadas no seletor para potencial elétrico (V) e resistência elétrica (Ω). Exemplo para a escala de 20V: b) Medida da diferença de potencial da bateria. Selecione a escala 20 V (a esquerda da posição off como indicada na figura anterior). Meça a diferença de potencial da bateria conectando os fios nos terminais e seguindo a convenção indicada anteriormente. Indique e destaque o resultado no caderno de respostas. Inverta os fios e meça novamente o valor indicado no display e o transcreva no caderno de resoluções. PARTE II MEDIDAS DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA Selecione a escala 20 kω com o seletor do multímetro. Vermelho Preto R 1 R 2 R 3 R 4 R Representação R 1 R 2 R 3 R 4 R Meça as resistências elétricas entre os pontos indicados na tabela abaixo (de acordo com a representação da figura anterior). Transcreva a tabela abaixo no caderno de resoluções. (1kΩ = 1000Ω) Pontos 1-2 (R 1 ) 2-3(R 2 ) 3-4(R 3 ) 4-5(R 4 ) 5-6(R 5 ) 1-6(R T ) Resistência (kω) a) Faça a soma todas as resistências (R R 5 ). Compare o valor obtido com a soma com o valor da resistência R T. Conclua. b) Suponha que o conjunto de 5 resistores forme um material único de resistência total R T e comprimento de L=10cm. Determine o valor da grandeza H = R T /L. Supondo que todos os resistores são iguais em tamanho qual o valor da resistência para cada resistor obtida por H. Compare o valor com os valores da tabela e conclua. 3

4 PARTE III MEDIDAS DE DIFERENÇA DE POTENCIAL ELÉTRICO (POTENCIAL) Conecte a bateria ao conjunto de resistores (tome muito cuidado). Há somente uma forma para conectar a bateria ao plug. Coloque o seletor do multímetro em 20 V. Meça as diferenças de potencial elétrico (potencial) entre os pontos indicados na tabela abaixo (de acordo com a representação da figura do item anterior). Transcreva a tabela a seguir no caderno de resoluções. Pontos 1-2 (V 12 ) 2-3(V 23 ) 3-4(V 34 ) 4-5(V 45 ) 5-6(V 56 ) 1-6(V T ) Diferença de Potencial (V) a) Some todos os valores para as diferenças de potencial (V V 56 ). Compare o valor obtido da soma com o valor do potencial entre os pontos 1-6 V T. Conclua. b) Segundo a lei de Ohm a corrente i que circula num resistor é dada pela razão. Com os valores obtidos nas Parte II e Parte III (item a) monte a seguinte tabela (transcreva-a no caderno de resoluções). Calcule a corrente. Resistencia (kω) Potencial (V) Corrente (A) R 1 V 12 R 2 V 23 R 3 V 34 R 4 V 45 R 5 V 56 R T A partir dos resultados da tabela anterior faça suas conclusões sobre o valor da corrente i obtida. V T PARTE IV REPRESENTAÇÃO GRÁFICA a) Divida o quadriculado em duas partes iguais. Na parte superior transcreva a tabela abaixo a dos resultados obtidos na Parte II e Parte III (não faça as medidas novamente). Resistencia (kω) Diferença de Potencial (V) R 12 V 12 R 13 V 13 R 14 V 14 R 15 V 15 R 16 V 16 b) Usando os resultados tabela anterior (Parte IV a). Na parte inferior da outra metade do quadriculado faça um gráfico do potencial como função da resistência usando os valores obtidos. Indique os valores e as escalas dos eixos. TÉRMINO DA PRÁTICA: Verifique todo o material fornecido. Retire com cuidado os cabos banana-jacaré do multímetro e coloque a chave seletora em off. Retire a bateria do suporte de resistores com muito cuidado. Caso necessite de ajuda peça ao fiscal. Entregue todo o material e o caderno de resoluções devidamente preenchido com seu nome ao fiscal. 4

5 ESPAÇO PARA RASCUNHO 5

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