UNVERDADE DO ETADO DE ANTA CATARNA - UDEC CENTRO DE CÊNCA TECNOLÓGCA CCT DEARTAMENTO DE FÍCA DF FÍCA EXERMENTAL 3001 EXERÊNCA 11 TRANFORMADORE 1. OBJETVO 1.1. Objetivo Geral Familiarizar os acadêmicos com o uso de resistores ôhmicos e não ôhmicos. 1.2. Objetivos Específicos a) Apresentar aos acadêmicos a técnica para determinação de resistência elétrica de um resistor linear (ôhmico). b) Apresentar aos acadêmicos a técnica para determinação da curva característica de um resistor não linear (não ôhmico). 2. MATERA Fonte de Bobina com 1600 espiras. Bobina com 400 espiras. Entreferros. Dois multímetros analógicos. Lâmpada de 12 V. Chave elétrica. Fios elétricos. 3. ROCEDMENTO EXERMENTAL Reforçamos aqui os cuidados que devem ser tomados na utilização de multímetros. Um cuidado preliminar na utilização de um multímetro consiste na escolha da escala adequada para a leitura. Quando o valor máximo da leitura é conhecido, tal escolha é imediata. Quando isto não for possível, colocamos a chave seletora no fundo de escala máximo. A seguir, quando for o caso, reduzimos o fundo de escala até obtermos uma deflexão suficiente do ponteiro. Um cuidado adicional que devemos tomar é com o uso correto da polaridade do multímetro. Devemos sempre nos lembrar que o ponto terra do multímetro deve ser ligado no ponto do circuito onde o potencial elétrico é menor. or fim, não ligue as fontes de tensão sem que o professor tenha feito a conferência do circuito. 3.1. Transformador em Corrente Contínua ara a realização desta parte do experimento, siga os procedimentos abaixo. a) Monte o circuito elétrico da Figura 1. ara tal, conecte o lado do transformador ocupado pela bobina de 1600 espiras aos terminais de alimentação DC (corrente contínua) da fonte de Como sabemos o lado do transformador ligado à fonte de tensão é chamado de circuito
UNVERDADE DO ETADO DE ANTA CATARNA - UDEC CENTRO DE CÊNCA TECNOLÓGCA CCT DEARTAMENTO DE FÍCA DF primário. or sua vez, o outro lado é chamado de circuito secundário. Mantenha a fonte de tensão DELGADA. Mantenha também a chave na posição DELGADA. b) Ajuste o voltímetro do circuito secundário para o menor fundo de escala (1 V DC). d) Feche a chave no circuito primário e observe o que acontece com os ponteiros dos medidores. Anote esta observação em seu caderno de laboratório. e) Agora abra a chave no circuito primário e observe o que acontece com os ponteiros dos medidores. Anote esta observação em seu caderno de laboratório. Figura 1: Montagem do transformador com seus circuitos primário e secundário sem carga. 3.2. Medidas de Tensão Elétrica em um Transformador em Corrente Alternada ara a realização desta parte do experimento, siga os procedimentos abaixo. a) Repita a montagem do circuito elétrico da Figura 1 conectando agora o lado do transformador ocupado pela bobina de 400 espiras aos terminais de alimentação 6 V AC (corrente alternada) da fonte de Mantenha a fonte de tensão DELGADA. Mantenha também a chave na posição DELGADA. b) Ajuste tanto o voltímetro do circuito secundário como o do circuito primário para medição de tensão alternada. d) Feche a chave no circuito primário e meça ambas as tensões registradas nos voltímetros. Apresente estas medidas nos Resultados de seu relatório. Não se esqueça de anotar a medida do erro correspondente a estas medidas. e) nverta os papéis desempenhados pelas bobinas do transformador, isto é, conecte a bobina de 400 espiras na fonte de tensão (6 V AC). f) Feche a chave no circuito primário e meça ambas as tensões registradas nos voltímetros. Apresente estas medidas nos Resultados de seu relatório. Não se esqueça de anotar a medida do erro correspondente a estas medidas. g) Repita os procedimentos acima conectando agora o lado do transformador ocupado pela bobina de 400 espiras aos terminais de alimentação 12 V AC (corrente alternada) da fonte de h) Repita os procedimentos acima conectando também o lado do transformador ocupado
UNVERDADE DO ETADO DE ANTA CATARNA - UDEC CENTRO DE CÊNCA TECNOLÓGCA CCT DEARTAMENTO DE FÍCA DF pela bobina de 1600 espiras aos terminais de alimentação 12 V AC (corrente alternada) da fonte de 3.3. Medidas de Correntes Elétricas em um Transformador em Corrente Alternada ara a realização desta parte do experimento, siga os procedimentos abaixo. a) Monte o circuito elétrico da Figura 2., conectando o lado do transformador ocupado pela bobina de 1600 espiras aos terminais de alimentação 6 V AC (corrente alternada) da fonte de tensão, e a lâmpada de 12 V no circuito secundário. Mantenha a fonte de tensão DELGADA. Mantenha também a chave na posição DELGADA. b) Ajuste tanto o amperímetro do circuito secundário como o do circuito primário para medição de corrente alternada. d) Feche a chave no circuito primário e meça ambas as correntes elétricas registradas nos amperímetros. Apresente estas medidas nos Resultados de seu relatório. Não se esqueça de anotar a medida do erro correspondente a estas medidas. Figura 1: Montagem do transformador com seus circuitos primário e secundário com carga. e) Ainda com a chave fechada, meça também tanto a tensão elétrica fornecida pelo circuito primário, quanto a tensão elétrica transferida para o circuito secundário. Apresente estas medidas nos Resultados de seu relatório. Não se esqueça de anotar a medida do erro correspondente a estas medidas. f) nverta os papéis desempenhados pelas bobinas do transformador, isto é, conecte a bobina de 400 espiras na fonte de tensão (6 V AC). g) Feche a chave no circuito primário e meça ambas as correntes elétricas registradas nos amperímetros. Apresente estas medidas nos Resultados de seu relatório. Não se esqueça de anotar a medida do erro correspondente a estas medidas. h) Ainda com a chave fechada, meça também tanto a tensão elétrica fornecida pelo circuito primário, quanto a tensão elétrica transferida para o circuito secundário. Apresente estas medidas nos Resultados de seu relatório. Não se esqueça de anotar a medida do erro correspondente a estas medidas. f) Repita os procedimentos anteriores agora conectando o lado do transformador
UNVERDADE DO ETADO DE ANTA CATARNA - UDEC CENTRO DE CÊNCA TECNOLÓGCA CCT DEARTAMENTO DE FÍCA DF ocupado pela bobina de 400 espiras aos terminais de alimentação 12 V AC (corrente alternada) da fonte de tensão, e a lâmpada de 12 V no circuito secundário. h) Repita os procedimentos acima conectando também o lado do transformador ocupado pela bobina de 1600 espiras aos terminais de alimentação 12 V AC (corrente alternada) da fonte de 4. TRATAMENTO DO DADO Esta experiência envolve medidas elétricas de corrente elétrica e diferença de potencial elétrica. Desta forma, o tratamento dos dados tem que levar em conta os valores dos erros associados a cada medida, bem como a sua propagação. 4.1. Medidas de Tensão Elétrica em um Transformador em Corrente Alternada ara as duas situações propostas neste item do roteiro experimental, construa uma tabela (Tabela 1) na qual apareçam as medidas da tensão elétrica do circuito primário, a tensão elétrica do circuito secundário e a razão entre elas. Acrescente a esta tabela a razão entre o número de espiras do circuito primário e o número de espiras do circuito secundário. Apresente esta tabela no Tratamento de Dados de seu relatório. Na construção desta tabela não se esqueça de escrever as medidas com os seus respectivos erros experimentais. Não se esqueça de também de utilizar os conceitos de propagação de erro quando calcular a razão entre as tensões no circuito primário e no circuito secundário. ara o caso da razão entre V e V, temos que V V V = V V V V + V 1 Demonstre a Equação 1 nos Anexos de seu relatório. 4.2. Medidas de Correntes Elétricas em um Transformador em Corrente Alternada ara as três situações propostas neste item do roteiro experimental, construa uma tabela (Tabela 2) na qual apareçam as medidas da tensão elétrica do circuito primário, a tensão elétrica do circuito secundário e a razão entre elas. Coloque na mesma tabela a corrente elétrica que flui no circuito primário, a corrente elétrica que flui no circuito secundário e a razão entre elas. Acrescente a esta tabela a razão entre o número de espiras do circuito primário e o número de espiras do circuito secundário. Na construção desta tabela novamente não se esqueça de escrever as medidas com os seus respectivos erros experimentais. Não se esqueça de também de utilizar os conceitos de propagação de erro quando calcular a razão entre as tensões no circuito primário e no circuito secundário. ara o caso da razão entre e, temos que 2 = + Demonstre a Equação 2 nos Anexos de seu relatório. ara a razão V /V no caso da existência da lâmpada no circuito, o erro propagado pode ser calculado usando a Equação 1.
UNVERDADE DO ETADO DE ANTA CATARNA - UDEC CENTRO DE CÊNCA TECNOLÓGCA CCT DEARTAMENTO DE FÍCA DF 5. DCUÃO Na seção Discussão dos Resultados procure fazer uma análise dos resultados obtidos. Discuta os resultados frente às expectativas oriundas do modelo teórico considerado. Discuta também as principais fontes de erro que devem ser levadas em conta neste experimento. Lembre-se aqui, que mais importante do que os equipamentos usados no experimento, é a forma como ele foi conduzido. 5.1. Transformador em Corrente Contínua Na situação em que ligamos o transformador em corrente contínua, discuta a em que condição aparece uma tensão elétrica no circuito secundário. Discuta a razão pela qual esta tensão elétrica é nula a maior parte do tempo. 5.2. Medidas de Tensão Elétrica em um Transformador em Corrente Alternada A partir da análise dos resultados da Tabela 1, discuta a relação entre a razão do número de espiras do circuito primário e do circuito secundário e a razão entre as tensões elétricas nestes mesmos circuitos. Discuta qual é a característica da corrente alternada a partir da qual podemos explicar o aparecimento de uma tensão elétrica no circuito secundário, mesmo estando este desconectado eletricamente do circuito primário. 5.3. Medidas de Correntes Elétricas em um Transformador em Corrente Alternada A partir da análise dos resultados da Tabela 2, discuta a relação entre a razão do número de espiras do circuito primário e do circuito secundário e a razão entre as tensões elétricas e as correntes elétricas nestes mesmos circuitos. 6. BBLOGRAFA 6.1. HALLDAY, D. e RENCK, R. Fundamentos da Física Volume 3 4 a Edição; Capítulo 36 (Correntes Alternadas); Livros Técnicos e Científicos Editora.A 1998. 6.2. NUENZVEG, H.M. Curso de Física Básica Volume 3 1 a Edição; Capítulo 10 (Circuitos); Editora Edgard Blücher 2000. 6.3. EAR, F..; ZEMANK, M. W.; YOUNG, H. D.; FREEDMAN, R. A. Física (Eletromagnetismo) 1 a Edição Capítulo 32 (Corrente Alternada) Addison Wesley 2004. 6.4. VÁRO Apostila de Física Experimental etor de Cópias do CCT-UDEC.