Resistores Linear e Não-Linear

Universidade Federal do ABC

Circuitos Elétricos e Fotônica

Experimento 1 :

Resistores Linear e Não-Linear

Grupo:

• Gabriela Klizas
• Guilherme Moreira Lizardo

Dezembro de 2010

Introdução

No início do século XIX, o físico alemão Georg Simon Ohm (1787-1854), verificou experimentalmente que a corrente elétrica em um condutor é diretamente proporcional a diferença de potencial aplicada. Essa constante de proporcionalidade é a resistência R do material. Ele realizou diversos experimentos com inúmeros tipos de condutores, aplicando sobre eles várias intensidades de voltagens diferentes, no qual pode verificar que nos metais, principalmente, a relação entre a corrente elétrica e a diferença de potencial, se mantinha sempre constante, mas que em geral esta relação não se aplica, como por exemplo, aos diodos e transistores. Com isto, a lei de Ohm não é uma lei fundamental e sim uma forma de classificar certos materiais.

Matematicamente diz-se que a voltagem aplicada nos terminais dos condutores é proporcional à corrente elétrica que o percorre:

V=R.I [1]

Onde:

        V é a diferença de potencial, cuja unidade é o Volt (V);
        i é a corrente elétrica, cuja unidade é o Ampere (A);
        R é a resistência elétrica, cuja unidade é o Ohm (Ω).

 Quando ela é obedecida, o resistor é dito resistor ôhmico ou linear. A expressão matemática descrita por Simon vale para todos os tipos de condutores, tanto para aqueles que obedecem quanto para os que não obedecem a lei de Ohm. Fica claro que o condutor que se submete a esta lei terá sempre o mesmo valor de resistência, não importando o valor da voltagem. E o condutor que não obedece, terá valores de resistência diferentes para cada valor de voltagem aplicada sobre ele, por exemplo, uma lâmpada.

Resistores Ôhmicos: Para estes resistores a corrente elétrica (i) que os percorrem é diretamente proporcional à voltagem ou ddp (V) aplicada. Consequentemente o gráfico V versus i é uma linha reta, cuja inclinação é igual o valor da resistência elétrica do material, como mostrado no gráfico abaixo:

Figura 1 – Resistência Linear

[pic 1]

Resistores não Ôhmicos: Observa-se que alterando a ddp (V) nas extremidades destes materiais altera-se a intensidade da corrente elétrica i, mas a duas grandezas não variam proporcionalmente, isto é, o gráfico de V versus i não é uma reta e, portanto eles não obedecem à lei de Ôhm, veja gráfico abaixo:

Figura 2 – Resistência não-linear

[pic 2]

        Os resistores tem como função exclusiva converter energia elétrica em energia térmica, já em circuitos com lâmpadas (resistores não ôhmicos) a transferência de energia elétrica, por efeito Joule, é toda convertida em luz e calor.

Analisando este segundo tipo de transferência, a potência elétrica dissipada em cada lâmpada é dada por:

 P =V.I [2]

P é a potencia elétrica dissipada, cuja unidade é o Watts (W);

        Esta potência dissipada em uma lâmpada está relacionada com o brilho da lâmpada, ou seja, quanto maior a tensão aplicada, maior será a corrente e também a potência dissipada.

Procedimento experimental

Materiais:

- Dois multímetros Digitais – ET- 2510 da Minipa

-Cabos conectores

-Fonte de Alimentação Simétrica DC Digital Modelo: MPL-3303

-Um resistor de 47V e 5 W

-Uma lâmpada 12 V e 250 mA

Método

O circuito a seguir foi montado utilizando-se todos os itens com exceção do resistor.

Figura 3 – Modelo de Circuito para Lâmpada

[pic 3]

Variou-se a tensão de 0 V até 13 V, anotando assim os respectivos valores obtidos nos multímetros.

Logo após, a lâmpada foi trocada pelo resistor seguindo o circuito:

Figura 4 – Modelo de Circuito para Resistor Ohmico

[pic 4]

Novamente variou-se a tensão de 0 V até 13 V, registrando-se os valores obtidos nos multímetros.

 A precisão dos equipamentos utilizados está representada a seguir

Multímetro medindo Corrente DC                Erro: ± (0.8%+10D)

Multímetro medindo Tensão DC                Erro: ± (0.5%+2D)

Fonte de tensão                                Erro: ± (1.0%+2D)

A Leitura de Tensão utilizada foi a do Multímetro e não a da Fonte de Tensão.

Resultados

Parte 1 – Análise da Lâmpada

Utilizando o método descrito acima, obtivemos os seguintes valores para a Lâmpada:

Tabela 1 – Medidas de Corrente e Tensão para Lâmpada

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