74 CAPÍTULO 6. PRÉ-RELATÓRIOS E RELATÓRIOS 6.1 Relatório 1 Nome 1: Assinatura 1: Nome 2: Assinatura 2: Nome 3: Assinatura 3: Turma: Procedimento I: Lei de Ohm Q1 (0,5 ponto) Monte o circuito indicado na Figura 2.11 do roteiro desta aula. Conecte o amperímetro ao circuito de modo a medir a corrente que passa por R 1 (pontos A ou B). Faz alguma diferença na medida a posição em que você insere o amperímetro? Justifique sua resposta. Q2 (1,0 ponto) Conecte o voltímetro entre os terminais do resistor e ajuste a voltagem de saída da fonte de forma que a corrente inicial seja próxima ao fundo de escala do amperímetro (máximo valor da escala). Meça os valores de i e V AB ajustados e anote-os na Tabela 1. Jamais permita que a corrente que passa pelo amperímetro seja maior que o valor de fundo de escala do aparelho. Considerando o intervalo de corrente entre 0 ma e o valor de fundo de escala do amperímetro, complete a tabela 1 com outros cinco pares de pontos (i, V AB ). Para isso utilize a fonte regulável para variar a voltagem no resistor. Não se esqueça de anotar também os valores das incertezas de suas medidas. Meça também o valor de R 1 usando um multímetro digital.
6.1. RELATÓRIO 1 75 Tabela 1 N i ± σ i (ma) V AB ± σ V (V) 1 2 3 4 5 6 R 1(multímetro) = ( ± ) Q3 (1,0 ponto) Faça um gráfico de V AB versus i no retículo milimetrado disponível na página seguinte. Não se esqueça de incluir as incertezas das grandezas representadas em ambos os eixos. Determine graficamente (isto é, sem o uso de computadores) os coeficientes angular e linear da reta que melhor se ajusta aos seus pontos experimentais, e a partir deles o valor da resistência R. Estime também a sua incerteza σ R e compare os 2 valores obtidos para R 1. a = ( ± ) b = ( ± ) R 1(gráfico) = ( ± )
76 CAPÍTULO 6. PRÉ-RELATÓRIOS E RELATÓRIOS Procedimento II: associações de resistores A. Resistores em série Ligue a fonte de alimentação e ajuste a voltagem para V B = 0 V antes de iniciar a montagem do circuito. Monte o circuito mostrado na Figura 2.12 do roteiro. Ajuste o valor da voltagem na fonte para V B = 5 V, usando o voltímetro. Q4 (1,0 ponto) Meça as correntes nos pontos A e B e as voltagens V AB, V BC e V AC. Complete as tabelas 2 e 3 com estes valores e suas respectivas
6.1. RELATÓRIO 1 77 incertezas. Tabela 2 Ponto no circuito i (ma) σ i (ma) A B Tabela 3 Pontos no circuito V (V) σ V (V) AB BC AC Q5 (0,5 ponto) A partir de suas medidas, o quê podemos dizer sobre as correntes e voltagens nos elementos de uma associação em série de resistores?
78 CAPÍTULO 6. PRÉ-RELATÓRIOS E RELATÓRIOS B. Resistores em paralelo Ligue a fonte de alimentação e ajuste a voltagem para V B = 0 V antes de iniciar a montagem do circuito. Monte o circuito mostrado na Figura 2.13 do roteiro. Ajuste o valor da voltagem na fonte para V B = 2 V, usando o voltímetro. Q6 (1,0 ponto) Meça as correntes nos pontos A, B e D e as voltagens V AC, V BC e V DE. Complete as tabelas 4 e 5 com estes valores e suas respectivas incertezas. Tabela 4 Ponto no circuito i (ma) σ i (ma) A B D Tabela 5 Pontos no circuito V (V) σ V (V) AC BC DE
6.1. RELATÓRIO 1 79 Q7 (0,5 ponto) A partir de suas medidas, o quê podemos dizer sobre as correntes e voltagens nos elementos de uma associação em paralelo de resistores? Procedimento III: Interferência dos instrumentos nas medidas A partir das montagens propostas nas figuras 2.14 (circuito A) e 2.15 (circuito B) do roteiro desta aula, ambas para medidas de V e i no resistor R x com o intuito de obter o valor de sua resistência, vamos observar os efeitos das resistências internas do amperímetro e do voltímetro. Q8 (1,0 ponto) Sejam V V e i A a voltagem medida pelo voltímetro e a corrente medida pelo amperímetro, respectivamente. A partir dos circuitos A e B mostre que o valor esperado para o quociente V V /i A em cada caso é igual a: - Circuito A: - Circuito B: V V i A = R x 1 + (R x /R V ) V V i A = R x + R A
80 CAPÍTULO 6. PRÉ-RELATÓRIOS E RELATÓRIOS Q9 (1,0 ponto) Monte o circuito A da figura 2.14 com um resistor R x = 100 Ω e ajuste a tensão na fonte para 2 V. Meça a corrente i A e a voltagem V V e calcule R x = V V /i A com sua respectiva incerteza. R = 100 Ω (circuito A): i A = ( ± ) V V = ( ± ) R x = ( ± ) Q10 (1,0 ponto) Utilizando o mesmo resistor R x = 100 Ω do item anterior, monte o circuito B (figura 2.15), alimentado-o novamente com uma tensão de 2 V. Meça a corrente i A e a voltagem V V e calcule R x = V V /i A com sua respectiva incerteza. R = 100 Ω (circuito B): i A = ( ± ) V V = ( ± ) R x = ( ± ) Q11 (0,5 ponto) Repita as questões 9 e 10 para um resistor R x = 10 kω. Neste caso você pode aplicar uma tensão de 10 V na fonte. R = 10 kω (circuito A): i A = ( ± ) V V = ( ± ) R = 10 kω (circuito B): R x = ( ± ) i A = ( ± ) V V = ( ± ) R x = ( ± )
6.1. RELATÓRIO 1 81 Q12 (0,5 ponto) Meça os valores das resistências utilizadas com o multímetro e compare com os resultados obtidos nas questões 9, 10 e 11. Calcule as discrepâncias relativas. Comente os resultados obtidos levando em consideração as resistências internas dos instrumentos de medida. Q13 (0,5 ponto) A expressão 2.12 se alteraria se levássemos em conta que o amperímetro possui resistência R A 0? Similarmente, a expressão 2.13 se alteraria se levássemos em conta que o voltímetro possui resistência R V <? Justifique suas respostas.