defi departamento de física

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1 defi departamento de física Laboratórios de Física nstituto Superior de Engenharia do Porto- Departamento de Física Rua Dr. António Bernardino de Almeida, Porto. T F

2 Objectivos: - Utilização do multímetro para a medição de corrente eléctrica contínua (é a resultante da aplicação de uma tensão contínua numa carga resistiva); - Familiarização com o amperímetro e as suas escalas. ntrodução teórica Corrente eléctrica contínua Gerador eléctrico É um dispositivo utilizado para a conversão da energia mecânica, química ou de outra forma, em energia eléctrica. Existe geradores que geram corrente contínua e outros que produzem corrente alternada. Pólo positivo é o de maior potencial (V A ) Pólo negativo é o de menor potencial (V B ) Figura 1 Bateria (gerador eléctrico) Condutor em equilíbrio electrostático Com o condutor (material metálico ou não, que pode facilmente conduzir a corrente eléctrica, porque a sua resistência é baixa) desligado do gerador eléctrico, os electrões livres estão em movimento desordenado com actividade em todas as direcções, logo, todos os pontos da secção transversal metálica têm o mesmo potencial eléctrico. Figura 2 Movimento desordenado dos electrões Figura 3 Condutor desligado do gerador Departamento de Física Página 2/8

3 Ligando o condutor ao gerador eléctrico, o comportamento dos electrões alterasse (para que uma carga eléctrica se desloque entre dois pontos de um condutor é necessário existir entre eles uma diferença de potencial, sendo que os dispositivos que provocam essa deslocação são os geradores). O seu movimento ordenado constitui a intensidade de corrente eléctrica. Figura 4 Movimento ordenado dos electrões Figura 5 Condutor ligado do gerador Carga eléctrica A carga eléctrica é uma propriedade fundamental da matéria e é definida por: e carga eléctrica elementar Q = ± n. e n número de electrões que atravessam a secção transversal Figura 6 Secção transversal do condutor O coulomb (símbolo: C) é a unidade da carga eléctrica no Sistema nternacional de Unidades (S), sendo que 1 coulomb representa a quantidade da carga eléctrica carregada pela corrente eléctrica de 1 ampère durante 1 segundo. As cargas eléctricas do protão, do electrão e do neutrão são respectivamente: Qp = e = 1,6x10-19 C Qe = -e = -1,6x10-19 C Qn = 0 ntensidade de corrente eléctrica A intensidade de corrente eléctrica (carga eléctrica em movimento) é definida por: Q = t Q Quantidade de carga eléctrica t ntervalo de tempo O ampère (símbolo: A) é a unidade do Sistema nternacional de Unidades (S) usada para medir a intensidade de corrente eléctrica e equivale a 1 coulomb por segundo. Um ampère é definido como sendo a corrente eléctrica constante que, se mantida entre dois fios condutores rectos e infinitos ou com secção transversal desprezível, afastados por uma distância de um metro no vácuo, produz a força por metro de fio equivalente a 2x10-7 N. A unidade ampère tem como submúltiplos: Miliampère (ma) 1 ma = 1x10-3 A Microampère (µa) 1 µa = 1x10-6 A Manoampère (na) 1 na = 1x10-9 A Departamento de Física Página 3/8

4 Comparação de intensidade de corrente eléctrica em dois condutores: Condutor A Condutor B 3 ampéres Figura 7 1º condutor (A) 1 ampére Figura 8 2º condutor (B) No condutor A, a intensidade da corrente eléctrica é muito superior à do condutor B (1 A). Calculando o número de electrões que circulam pelos condutores obtém-se: condutor A: 3x6,25x10 18 = electrões por segundo. condutor B: 1x6,25x10 18 = electrões por segundo. Efeitos da corrente eléctrica Figura 9 Efeito químico Figura 10 Efeito magnético Figura 11 Efeito térmico Figura 12 Efeito fisiológico Medida da intensidade de corrente eléctrica O amperímetro é o equipamento utilizado para medir a intensidade de corrente eléctrica. Para efectuar a medida da intensidade de corrente eléctrica é necessário interromper o circuito e intercalar (observando a polaridade correcta) o amperímetro com os restantes componentes. Figura 13 Procedimento para a medição da intensidade de corrente eléctrica Departamento de Física Página 4/8

5 Figura 14 Medição da intensidade de corrente eléctrica Procedimentos 1. Monte o seguinte circuito. Figura 15 Circuito com uma resistência 2. Meça (com um amperímetro) e anote na tabela, a corrente que atravessa o circuito (Obs: ndique a escala de corrente usada na leitura). Tabela 1 Corrente no circuito com uma resistência 3. Monte o seguinte circuito. Departamento de Física Página 5/8

6 Figura 16 Circuito com duas resistências em série 4. Meça (com um amperímetro) e anote na tabela, a corrente que atravessa o circuito, bem como, a que atravessa cada resistência. R1 R2 Tabela 2 Corrente no circuito com duas resistências (U = +15V) 5. No circuito, coloque a fonte de tensão em +30V. Repita o passo anterior. R1 R2 Tabela 3 Corrente no circuito com duas resistências (U = +30V) 6. No circuito, desligue um dos terminais do gerador. Meça (com um amperímetro) e anote na tabela, a corrente eléctrica que o atravessa. Tabela 4 Corrente no circuito com duas resistências 7. Monte o seguinte circuito. Departamento de Física Página 6/8

7 Figura 17 Circuito com três resistências em paralelo 8. Meça (com um amperímetro) e anote na tabela, a corrente nos pontos A, B, C e D. A B C D Tabela 5 Corrente no circuito com três resistências Comentários finais: 9. ndique no esquema da figura seguinte, a correcta polaridade de cada equipamento de medida. Departamento de Física Página 7/8

8 Figura 18 Circuito com vários amperímetros Resposta: 10. ndique no esquema da figura seguinte: Onde se deve interromper para proceder à medida da corrente no conjunto R 3 e R 4. De que resistências, o amperímetro, mede a corrente. Figura 19 Circuito com várias resistências Resposta: Departamento de Física Página 8/8