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PublicouMaria das Graças Marroquim Fortunato Alterado mais de 8 anos atrás
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Física Experimental III – aula 5 http://dfn.if.usp.br/~suaide/
Alexandre Suaide Ed. Oscar Sala sala 246 ramal 7072
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Curvas características (3 aulas)
Objetivos Estudar elementos resistivos diversos Lâmpada de lanterna diodo Pilha Obter curvas características destes elementos Estudar a dependência das propriedades elétricas com outras variáveis Aplicações de curvas características
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Pilha comum Gerador que converte energia química em elétrica
Uso de reações químicas para gerar eletricidade data desde o Egito antigo Alessandro Volta (1798) Duas tiras de metais diferentes em solução levemente ácida tensão elétrica Pilha seca -> Georges Lelanché em 1866 A tensão elétrica depende dos elementos químicos que compõe a pilha
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Pilha comum Pilha comercial
A pilha moderna usa, em geral, Zinco e Cobre (ou carvão) como eletrodos. Contudo, o Zinco é o elemento principal para gerar a tensão entre os terminais A tensão é sempre 1,5 V, independente do tamanho da pilha características químicas dos eletrodos
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Pilha comum Se a tensão é sempre 1,5 V, o que gasta a pilha?
Com o uso, as substâncias químicas que geram a diferença de potencial vão reagindo, formando outras substâncias. Na prática, estas substâncias atuam como uma resistência à passagem de corrente elétrica. A tensão na pilha é sempre a mesma mas surge uma resistência interna que aumenta com o tempo de uso da pilha
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Modelo para uma pilha A pilha pode ser modelada como uma fonte de tensão constante acoplada a uma resistência elétrica que depende do tempo de uso da pilha V = V0 - ri
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Modelo para uma pilha Tensão em aberto Resistência interna
A tensão quando não passa corrente pela pilha Características químicas Resistência interna Depende do grau de uso da pilha Corrente de curto-circuito Corrente máxima que a pilha pode fornecer imax = V0/r O seu equipamento só funciona se a corrente necessária for menor que imax
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Objetivos da experiência
Medir a curva característica de alguns elementos resistivos Estudar como estas curvas dependem de outros parâmetros físicos, como temperatura, por exemplo Aula de hoje Levantar a curva característica de uma pilha e obter os parâmetros característicos Tensão em aberto Corrente de curto-circuito Resistência interna
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Medindo curvas características
Deve-se medir tensão e corrente sobre o elemento. Como? Como variar a tensão e corrente sobre a pilha? Duas opções
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Opção 1: usar a pilha como gerador e alterar a carga sobre a mesma
A pilha é o próprio gerador do circuito Acopla-se a pilha a resistores diferentes Isto altera a corrente sobre o circuito Mede-se a tensão na pilha Mede-se a corrente a partir de um resistor extra
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Opção 2: usar a pilha como elemento resistivo
A pilha é um elemento resistivo simples Acopla-se a pilha a um gerador de tensões e, alterando a tensão no gerador altera-se a corrente Mede-se a tensão na pilha Mede-se a corrente através de um resistor auxiliar
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Procedimento experimental
Utilizar a opção 2 Utilizar um resistor auxiliar de aproximadamente W Medir o resistor com o ohmímetro Levantar a curva característica Utilizar dois multímetros, pelo menos 15 pontos variando a tensão no gerador entre 0 e 10 V
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Análise dos dados Fazer o gráfico de V x i da pilha
Obter os valores característicos a partir do gráfico Tensão em aberto da pilha Resistência interna Corrente de curto-circuito Discutir os resultados
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