Relatório Física Experimenta II

Páginas: 6 (1437 palavras) Publicado: 4 de junho de 2015

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
CENTRO DE CIÊNCIAS FÍSICAS E MATEMÁTICAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA

EXPERIÊNCIA 03
MEDIDAS DE RESISTÊNCIAS COM A PONTE DE WHEATSTONE

Curso de Engenharia Civil – Grupo 3.

Integrantes: Julia Teresa Bruch

Prof. Clederson Paduani.

Florianópolis, 14 de Novembro de 2014

1 introdução

A Ponte de Wheatstone é um circuito muito utilizado em medidas elétricas paraobter o valor de uma resistência desconhecida, a partir de um conjunto de outras já conhecidas e tomadas como padrão (Figura 1.1). Geralmente duas resistências são fixas, uma é ajustável e a quarta é a incógnita que se pretende determinar. Com este propósito, entre A e B se estabelece a alimentação da fonte de tensão, e entre C e D é conectado um galvanômetro como um indicador de corrente.Figura 1.1 – Circuito elétrico da Ponte de Wheatstone.
A resistência Rp é ligada em série com a fonte de tensão para limitar a corrente total da associação e não faz parte da ponte.
Quando houver uma diferença de potencial entre os pontos C e D, o galvanômetro acusará a passagem de corrente. Essa diferença de potencial poderá ser anulada através de um ajuste conveniente do valor da resistênciaajustável. Quando esta situação for obtida, tem-se VC = VD e, consequentemente, a diferença de potencial entre os pontos A e C deve ser a mesma que entre A e D, e então

,
(1)

e, de maneira idêntica:

,
(2)

Como não passa corrente pelo galvanômetro, situação denominada de equilíbrio da ponte (i1 = i2 e i3 = i4) resultando

.
(3)

Se R1 for uma resistência desconhecida, agora denominada RX, e R2 umaresistência padrão (standard) RS, então basta variar R3 e/ou R4 até equilibrar a ponte e obter

.
(4)

No nosso caso, a Ponte de Wheatstone utilizada é a de fio deslizante, constituída de um fio metálico estendido sobre uma escala uniformemente dividida entre os pontos A e B e o contato pode ser feito em qualquer ponto D por meio de um cursor deslizante, que se move ao longo do fio AB, conforme oesquema da experiência mostrado no item 1.2. A resistência padrão RS é um conjunto de resistências em série cujos valores variam de 1W a 1.111.110 W . As resistências R3 e R4 são substituídas por um fio metálico de raio uniforme r e comprimentos parcelados em a e b. Considerando que, se um dado resistor tiver o formato de um cilindro uniforme de comprimento L e área de seção reta A, sua resistênciapode ser calculada por:

,
(5)

onde r é a resistividade, que é uma propriedade específica de cada material. As resistências R3 e R4 serão dadas por:

e ,
(6)

1.1 objetivos


a) medir as resistências de resistores e de associações de resistores;
b) estabelecer experimentalmente a relação entre a resistência de fios metálicos com seu comprimento e com sua área de seção reta;
c) calcular aresistência por unidade de comprimento e a resistividade de um fio de nicromo.

2 materiais e métodos

Esta experiência foi feita em três partes, sendo elas:

a) medição da resistência elétrica de resistores e associação de resistores em série e em paralelo;
b) medição da resistência de fios de nicromo com diferentes comprimentos (1L, 2L, 3L, 4L, 5L e 6L);
c) medição da resistência de fios de nicromo comdiferentes áreas da seção transversal (1A, 2A, 3A, 4A e 5A).

2.1 circuito

Neste circuito, RP é um resistor de proteção, RS representa uma caixa de resistências padrão, D é um potenciômetro de fio deslizante, e RX é um resistor cuja resistência elétrica é o valor que se deseja medir. Inicialmente, colocou-se D na posição em que a = b, e a resistência RS foi escolhida de modo que fosseaproximadamente o mesmo valor de RX.


Figura 1.2 – Esquema de construção da Ponte de Wheatstone.

A cada resistência medida, ajustou-se o cursor de D de modo que não houvesse corrente elétrica passando pelo galvanômetro. Quando essa condição é estabelecida, pode-se calcular a resistência RX através da fórmula:


(7)


2.2 materiais utilizados

Durante o desenvolvimento da experiência, foram utilizados os...
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