Lista de Materiais 1 multímetro. 4 pilhas de 1,5V. 2 resistores com resistências da mesma ordem de grandeza. Exemplo: R1 = 270 Ω e R2 = 560 Ω. Lâmpada com soquete com bulbo esférico (6,0V-500 ma). Resistor de chuveiro comercial. 2 cabos jacaré jacaré. Conta mensal domiciliar de energia elétrica. Observação: É possível realizar o experimento com apenas um multímetro, entretanto, recomenda-se um multímetro por grupo de alunos. Etapas do procedimento Etapa 1: Lei de Ohm Monte o circuito como mostra a figura 1.
Coloque uma pilha de 1,5 V entre os pontos B e C. Para medir a corrente elétrica que atravessa um trecho do circuito o multímetro entre A e C vai ser colocado em série abrindo o circuito (Figura 1b). Para medir a tensão, colocar em paralelo (Figura 1c), ou seja: o Mova, no multímetro, a chave de seleção para medir 200 ma (200m-DCA), e insira o multímetro entre A e C, e anote o valor da corrente. o Repita os passos anteriores para 3,0 V (2 pilhas em série), 4,5 V (3 pilhas em série) e 6,0 V (4 pilhas em série). Construa uma tabela com os valores obtidos. Troque o resistor por uma lâmpada e repita o procedimento construindo também uma tabela. Em todos os experimentos repita o procedimento para a tensão, circuito (Figura 1c). Faça os gráficos U i para os dois casos. Nos dois casos, calcule a resistência obtida pela lei de Ohm para cada par de valores medidos. Tabela 1: Lei de Ohm U(V) i(a) R(Ω) Resistor Lâmpada Etapa 2: Associação de Resistores 2.1 Procedimento Associação em série Meça a resistência de cada resistor utilizando o multímetro como ohmímetro.
Associe os dois resistores da mesma ordem de grandeza (Figura 2a) em série, meça a resistência equivalente entre os pontos A e B da associação e coloque este valor na tabela 2. Ajuste a fonte para 4,5 V (3 pilhas de 1,5 V em série) e monte o circuito como mostra a figura 2b. Lembre se que você precisará abrir o circuito ao inserir o multímetro para medir corrente. Meça as tensões entre os pontos A e B (U AB ), A e C (U AC ) e C e B (U CB ) utilizando o multímetro como voltímetro. Coloque estes valores na tabela 2. Meça a corrente, i, utilizando o multímetro como amperímetro, colocando em série no circuito (Figura 2b). Meça a corrente que circula entre os resistores 1 e 2, colocando o amperímetro entre os dois resistores, e coloque o valor na tabela 2. Meça a corrente colocando o amperímetro entre o resistor R 2 e a fonte, e coloque o valor na tabela 2. Observação: Em todos os experimentos use somente um multímetro de cada vez.
Tabela 2: Associação de resistores em série Série U(V) i(a) R(Ω) Ohmímetro U AB = i= R= U AC = i 1 = R 1 = U CB = i 2 = R 2 = 2.2 Procedimento Associação de resistores em paralelo Meça a resistência de cada resistor utilizando o multímetro como ohmímetro e coloque os valores na tabela 3. Associe os dois resistores (Figura 3a) em paralelo, meça a resistência equivalente entre os pontos A e B da associação e coloque este valor na tabela 3. Ajuste a fonte para 4,5 V (3 pilhas de 1,5 V em série) e monte o circuito como mostra a figura 3b. Meça a tensão entre os pontos A e B, utilizando o multímetro como voltímetro. Coloque este valor na tabela 3. Meça a corrente, i, utilizando o multímetro como amperímetro (Figura 3b). Coloque este valor na tabela 3. Meça as correntes i 1 e i 2 que circulam nos resistores 1 e 2 e coloque os valores na tabela 3.
Tabela 3: Associação de resistores em Paralelo R(Ω) Ohmímetro 1/R(Ω -1 ) U(V) i(a) R= 1/R= U AB = i= R 1 = 1/R 1 = I 1 = R 2 = 1/R 2 = I 2 = Etapa 3: Funcionamento de um chuveiro Sugestão: Como abordar o assunto com os alunos? Para aquecer a água de um chuveiro elétrico são utilizados resistores. A resistência, que nada mais é do que um fio de um determinado comprimento enrolado em forma de mola, fica mergulhada na água dentro do chuveiro. Vale lembrar que mesmo sem estar em funcionamento, sempre haverá água dentro do chuveiro, pois o mesmo funciona como uma pequena caixa de água. Um resistor ao conduzir uma corrente elétrica gera calor. O chuveiro possui um resistor dentro dele. Quando o chuveiro é ligado, a água passa pelo cano sobre esse resistor, que por estar muito quente, aquece a água. Isso responde por que quando deixamos passar pouca água, ela sai mais quente. Quando pouquíssima água passa, um disjuntor desliga o aquecimento. Mas, e as posições Inverno e Verão dos chuveiros, como funcionam? A figura 4 mostra um chuveiro com duas temperaturas correspondentes às posições inverno e verão e como os resistores estão conectados no interior do chuveiro.
Meça as resistências do chuveiro entre os pontos A-B, B-C e A-C (figura 5), utilizando o multímetro. Coloque os valores na tabela 4.
Utilizando uma conta mensal de energia elétrica da sua casa (figura 6), anote o consumo mensal em kwh e o valor total pago. No chuveiro da sua casa, leia e anote o valor da potência nominal no chuveiro. Calcule usando a lei de ohm os valores da corrente e da potência entre os pontos A-B, B-C e A-C (figura 5), quando estes pontos são submetidos a uma tensão de 220 V. Coloque estes valores na tabela 4. Com os dados do consumo de energia mensal da sua conta (figura 6), e do valor pago, calcule o gasto mensal dos seus banhos, considerando a potência do chuveiro e o tempo de duração diário do seu banho. Coloque os valores encontrados na tabela 5. A B B C A C Tabela 4: Medidas das resistências Valores das potências e correntes R(Ω) P(W) i(a)
Tabela 5: Consumo mensal de energia elétrica Banhos Energia elétrica consumida em kwh E = Valor mensal da energia elétrica em R$ = Valor do preço de 1 kwh= Potência do chuveiro em kw P chuveiro= Duração do banho h Δt diário = Δt mensal = Valor mensal dos banhos = % do valor da conta mensal = Fique atento às condições de segurança!