A RESISTIVIDADE

UNIVERSIDADE FEDERAL DA INTEGRAÇÃO LATINO-AMERICANA

ENGENHARIA QUÍMICA

FÍSICA EXPERIMENTAL III

ANA PAULA OLIVO

CAROLINE MACHADO DA SILVA

LOISE RISSINI KRAMER

RELATÓRIO 8

RESISTIVIDADE

FOZ DO IGUAÇU, NOVEMBRO DE 2016.

1. introdução

A resistência elétrica de um condutor tem relação com as dimensões do mesmo, dentre elas podemos destacar duas leis extremamente importantes. A primeira delas diz que a resistência elétrica de um condutor homogêneo é diretamente proporcional ao seu comprimento. É fácil verificar essa lei quando se utiliza diversos condutores de mesmo material, mesma área transversal e em mesma condição ambiente (temperatura), porém com comprimentos diferentes, assim a lei garante que a resistência em cada comprimento dividida pelo mesmo são iguais:

[pic 1]

        Na segunda lei temos que a resistência elétrica de um condutor homogêneo é inversamente proporcional à área de sua secção transversal. Para isso ser comprovado deve-se utilizar vários condutores de mesmo material, mesmo comprimento, em mesma temperatura, no entanto com variação na sua área transversal. Dessa forma obtém-se a relação abaixo na qual R é a resistência dos condutores e S é a área dessas secções.

[pic 2]

As duas leis podem ser expressas de uma forma mais simplificada usando apenas a resistência (R), o comprimento (L), a área (S) e a uma constante chamada de resistividade ou resistência especifica do material (ρ) que varia conforme o material e a temperatura.

[pic 3]

Portanto a presente prática tem o objetivo de verificar experimentalmente a veracidade dessas leis, encontrando as resistividades de diferentes materiais e comparando com o mesmo valor na literatura.

2 materiais

Os materiais utilizados foram um resistance apparatus, dois multímetros (um como voltímetro e outro como amperímetro), um fio de cobre, um de alumínio, um de latão, um de nicromo, um de aço, quatro fios de latão com diferentes diâmetros, uma fonte e um micrômetro.

3 procedimentos

Foram selecionados quatro fios de diferentes materiais, sendo eles: cobre, alumínio, nicromo e aço. Foi medida a tensão e a voltagem de cada um deles em 6 medidas de comprimentos diferentes (24, 20, 16, 12, 8 e 4 centímetros) com auxilio de um aparelho de resistência e com uma entrada fixa na fonte – de maneira que fornecesse no máximo 2 A de corrente (cobre e alumínio), 1 A (para o fio de aço) e 0,5 A (para o fio de nicromo).

Posteriormente foi medida a voltagem e a tensão para quatro fios de latão de diâmetros diferentes, mas com comprimento igual a 24 centímetros.

O diâmetro de todos os fios foi medido com um micrômetro.

4 resultados

Na primeira parte do experimento, foram coletados seis pontos de corrente e voltagem, em seis diferentes comprimentos de fio, com quatro materiais diferentes: aço, alumínio, nicromo e cobre. Com esses pontos de corrente e voltagem foram calculados seis valores para resistência, de acordo com a relação: .  [pic 4]

Tabela 1 – Valores de voltagem, corrente, resistência e comprimento do fio (nicromo)

[pic 5]

Tabela 2 – Valores de voltagem, corrente, resistência e comprimento do fio (cobre)

[pic 6]

Tabela 3 – Valores de voltagem, corrente, resistência e comprimento do fio (aço)[pic 7]

Tabela 4 – Valores de voltagem, corrente, resistência e comprimento do fio (alumínio)

[pic 8]

Com os pontos de resistência e comprimento das tabelas acima foram feitos quatro gráficos, um para cada material. Todos eram gráficos de reta, com equação do tipo , que ao ser comparada com a relação , pode-se verificar que ao encontrar o valor de a – coeficiente angular – da reta e tendo o valor da área de cada fio, podia se encontrar o valor da resistividade (ρ) seguindo a relação: .  Para o cálculo da área de cada fio, mediu-se o diâmetro de cada um e foi verificado que todos tinham o mesmo diâmetro, que era de 1,05 mm. Então utilizou-se a fórmula:  e se obteve uma área de 0,008654625 cm².[pic 9][pic 10][pic 11][pic 12]

[pic 13]

Figura 1 – Resistência x Comprimento do fio (nicromo)

Ao observar o gráfico da Figura 1 com a equação da reta já descrita pelo Excel, se obteve ρnicromo = 1,20299x10-6 Ωm.

[pic 14]

Figura 2 – Resistência x Comprimento do fio (cobre)

Ao observar o gráfico da Figura 2 com a equação da reta já descrita pelo Excel, se obteve ρcobre = 1,73093x10-8 Ωm.

[pic 15]

Figura 3 – Resistência x Comprimento do fio (aço)

Ao observar o gráfico da Figura 3 com a equação da reta já descrita pelo Excel, se obteve ρaço = 8,74117x10-7 Ωm.

[pic 16]

Figura 4 – Resistência x Comprimento do fio (alumínio)

Ao observar o gráfico da Figura 4 com a equação da reta já descrita pelo Excel, se obteve ρalumínio = 6,05824x10-8 Ωm.

A segunda parte do experimento foi similar, porém o que se manteve constante dessa vez foi o comprimento, enquanto havia variação de área. Se utilizou apenas o latão como material, e foram coletados pontos de quatro fios com diferentes diâmetros. Aqui também se calcularam as áreas de acordo com a relação: [pic 17]

Tabela 5 – Valores de voltagem, corrente, resistência, área e inverso da área (latão)