Gráfico da tensão em função da intensidade da corrente elétrica.

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1 . Introdução A corrente elétrica consiste no movimento ordenado de elétrons e é formada quando há uma diferença de potencial (V) em um fio condutor elétrico. Esse movimento, por sua vez, fica sujeito a uma oposição que é a resistência elétrica que existe nos condutores. A Primeira Lei de Ohm consiste na interação de corrente (i) e tensão (V) sob a presença de uma constante que se denomina resistência elétrica (Ω). Através de seus experimentos Georg Simon Ohm constatou que a corrente através de um dispositivo é sempre diretamente proporcional à diferença de potencial aplicada no dispositivo. De acordo com ele o gráfico da corrente pela tensão teria caráter linear e a resistência do condutor seria o coeficiente angular. Sendo assim obtêm o seguinte gráfico. Gráfico da tensão em função da intensidade da corrente elétrica. A Segunda Lei de Ohm indica que fatores influenciam a resistência elétrica. De acordo com a segunda lei, a resistência depende da geometria do condutor e do material de que ele é feito. A resistência é diretamente proporcional ao comprimento do condutor e inversamente proporcional a área de seção. Onde: ρ Resistividade elétrica do condutor; L Comprimento do condutor; A Área da seção transversal do condutor.

2 A resistividade elétrica ρ do material é considerada uma constante, porém em altas temperaturas ela pode variar. Como a unidade de resistência elétrica é o ohm (Ω), então a unidade adotada pelo SI para a resistividade é Ω. A resistência elétrica de um condutor homogêneo de seção transversal constante é diretamente proporcional ao seu comprimento e inversamente proporcional à sua área de seção transversal e depende do material do qual ele é feito. Sendo a resistividade uma característica do material usado na constituição do condutor. 2. Objetivo Teórico Demonstrar que alguns fatores como o comprimento e o diâmetro do condutor, influenciam no transporte de energia, considerando os conceitos da Primeira e Segunda Leis de Ohm. Ou seja, verificar a relação entre a resistência elétrica de um condutor e suas dimensões geométricas. 3. Material utilizado fonte de tensão contínua ajustável: fornece tensão de amplitude variável (modelo EA- PS232-5), com multímetro digital capaz de medir tensão e corrente fio de constantan de,2mm de diâmetro régua graduada em milímetros suportes fixadores para montagem dos circuitos cabos elétricos com conexões 4. Procedimento experimental Primeiramente foi montado todo o circuito conforme Figura. Após a montagem foi ligada a fonte de tensão variável para realizar as medidas de voltagem com o voltímetro e corrente com o amperímetro. Todos os dados encontrados foram preenchidos na folha de dados conforme tabelas e sintetizados em gráficos.

3 Figura (Esquema do circuito experimental). º Procedimento Experimental a) Mantendo-se o mesmo comprimento do fio de constantan de,2mm de diâmetro, variou-se a corrente I(A) em cinco níveis diferentes:,;,2;,3;,4; e,5a. b) A etapa anterior foi realizada para cinco comprimentos de fios diferentes:,6m;,7m;,8m;,9m; e,m respectivamente. c) Foi observada e anotada a tensão gerada em Volts(V) para cada nível de corrente e comprimento de fio testado. 2º Procedimento Experimental a) Mantendo-se agora o mesmo comprimento do fio de constantan de,2mm de diâmetro, variou-se a corrente I(A) em cinco níveis diferentes:,;,2;,3;,4; e,5a. b) A etapa anterior foi realizada variando-se agora a área da seção transversal do fio de constantan em três medidas diferentes: A =,34mm 2 ; A 2 =,628mm 2; A 3 =,942mm 2 ; respectivamente. c) Foi observada e anotada a tensão gerada em Volts(V) para cada fio com área de seção transversal diferente testado.

4 5. Tratamento de dados e resultados Os valores e dados contidos neste relatório formam observados durante o experimento em laboratório e anotados. Tais dados serviram para elaboração das tabelas e dos gráficos calculando-se a resistência elétrica para cada caso em questão. 6. Análise dos resultados º Procedimento Experimental Os dados coletados no º procedimento experimental encontram-se sintetizados na tabela e no gráfico abaixo. Tensão elétrica (Volts-V) para os comprimentos do fio, em metros Corrente(A),6m,7m,8m,9m,m,,9,,3,5,6,2 2. 2,3 2,5 3, 3,2,3 2,9 3,3 3,8 4,3 4,8,4 3,8 4,5 5,2 5,7 6,4,5 4,8 5,6 6,4 7,3 8, Tensão (V) L (,6m) L 2 (,7m) L 3 (,8m) L 4 (,9m) L 5 (,m),,2,3,4,5 Corrente (A)

5 Nesse experimento foi observada a resistência do fio de constantan, de,2mm de diâmetro. Verificamos que variando o comprimento, podemos considerar que sua resistência cresce proporcionalmente, conforme mostra a tabela e gráfico. 2º Procedimento Experimental Os dados coletados no 2º procedimento experimental também encontram-se sintetizados na tabela e no gráfico abaixo. Tensão elétrica (Volts-V) para as diferentes áreas da seção transversal do fio de constantan, em mm 2 Corrente(A),34mm 2,628mm 2,942mm 2,,6,8,5,2 3,2,6,,3 4,8 2,4,6,4 6,4 3,2 2,,5 8, 4, 2, Tensão (V) A mm A2 mm A3 mm,,2,3,4,5 Corrente (A)

6 Neste experimento foi utilizado o mesmo material constantan só que com a sua área da seção transversal aumentada de,34mm 2 para,628mm 2 e,942mm 2 respectivamente, mantendo-se o comprimento fixo de,m. Verificamos que as proporções se mantiveram. Analisando o gráfico, observamos que o fio de constantan com áreas diferentes obedecem à lei de Ohm, já que sua resistência é sempre constante, independente de qual seja a tensão aplicada. 5. Tabelas e gráficos adicionais Resistência elétrica (ohms-ω) para os comprimentos do fio, em metros Corrente(A),6m,7m,8m,9m,m, 9,, 3, 5, 6,,2,,5 2,5 5, 6,,3 9,66, 2,66 4,33 6,,4 9,5,25 3, 4,25 6,,5 9,6,2 2,8 4,6 6,,2 Corrente I(, A) -(m x Ohm) Comprimento (m),8,6,4,2 Comprimento x Resistência Resistência (A)

7 Corrente I(,2 A) -(m x Ohm),2 Comprimento (m),8,6,4,2 Comprimento x Resistência Resistência (A) Corrente I(,3 A) -(m x Ohm),2 Comprimento (m),8,6,4,2 Comprimento x Resistência Resistência (A)

8 Corrente I(,4 A) -(m x Ohm),2 Comprimento (m),8,6,4,2 Comprimento x Resistência Resistência (A) Corrente I(,5 A) -(m x Ohm),2 Comprimento (m),8,6,4,2 Comprimento x Resistência Resistência (A)

9 Resistência elétrica (Ohms-Ω) para as diferentes áreas da seção transversal do fio de constantan, em mm 2 Corrente(A),34mm 2,628mm 2,942mm 2, 6 8 5, , , , (Ohm x mm 2 ) Resistência (Ω) ,2,4,6,8, Área (mm 2 ) Resistência x Área

10 (Ohm x mm 2 ) Resistência (Ω) Resistência x Área Área - (mm 2 ) Incertezas: R = R +- δr L = L +- δl A = a +- δa A = Π r 2 = Π ( R+- δr ) 2 ρ = R. A = (R +- δr). (A +- δa) L ( L +- δl) ρ = (R +- δr). Π (R +- δr) 2 (L +- δl)

11 6. Conclusões Observa-se que nos experimentos, a resistência foi praticamente constante para grande parte das voltagens aplicadas, apresentando comportamento compatível com a Lei de Ohm, que foi o primeiro a fazer um estudo sistemático da resistência elétrica. Verificou-se que o fio de constantan com áreas diferentes também obedecem à lei de Ohm, já que sua resistência é sempre constante, independente de qual seja a tensão aplicada. E ainda que, variando o comprimento, podemos considerar que sua resistência cresce proporcionalmente. O fio condutor de liga constantan apresenta uma relação linear entre a voltagem e a corrente em uma ampla gama de voltagens aplicadas, obedecendo assim as Leis de Ohm. Sendo assim, comprova-se que a resistência elétrica de um condutor homogêneo de seção transversal constante é diretamente proporcional ao seu comprimento e inversamente proporcional à sua área de seção transversal e depende do material do qual ele é feito. E a resistividade é uma característica do material usado na constituição do condutor. 7. Referências bibliográficas Halliday, D., Resnick, R., Walker, J. Fundamentos de Física 3 - São Paulo: Livros Técnicos e Científicos Editora, 4a Edição, 996. SEARS, Francis Weston; ZEMANSKY, Mark Waldo; YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger A. Física ed. São Paulo: Pearson Addison Wesley, 28. TIPLER, P. A.. Física: vol. 2. 6a. Ed., Rio de Janeiro, Guanabara Dois, 985.

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