Teste Resistividade dos Materiais PDF

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Trabalho da Disciplina de Metodologias ativas do ensino de física...

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ATIVIDADE METODOLOGIAS ATIVAS PARA ENSINO DE FÍSICA Aluno: Paulo Otavio Bezerra Freitas Gouveia

TESTE DE RESISTIVIDADE OBJETIVO: Este experimento verifica a dependência da resistência do fio em seus parâmetros (comprimento, seção transversal) e material condutor. Esta experiência também envolve uma tarefa problemática. CONCEITOS RELACIONADOS:

A resistência elétrica, medida sob a grandeza Ω (Ohm), designa a capacidade que um condutor tem de se opor à passagem de corrente elétrica. A função da resistência elétrica é de dificultar a passagem de corrente elétrica. A resistência de um condutor depende do comprimento, seção transversal e material do condutor:

𝑅=

𝜌𝑙 𝑆

Onde ρ é a resistividade elétrica do condutor, ℓ é seu comprimento e S sua seção transversal. A resistividade elétrica (também conhecida como apenas resistividade) representa o quanto o material se opõe à passagem da corrente elétrica. Quanto menor for o valor da resistividade de um determinado material mais facilmente ele permite a passagem de corrente elétrica, e quanto melhor for o condutor esse fato também se verifica. Entre os melhores condutores pertencem, e. prata, cobre, ouro, etc. Maus condutores são, e. Kanthal, constantan, carbono e outros. A resistividade de um material depende de alguns fatores como:  Temperatura em que se encontra o material;  O material que constitui o condutor;  O comprimento ℓ;  A área da secção transversal. A unidade de resistividade elétrica é derivada da equação (1) acima após a determinação de ρ:

𝜌=

𝑅⋅𝑆 𝑙

Assim sendo,

𝜌=

𝛺 ⋅ 𝑚² = 𝛺 ⋅𝑚 𝑚

Fios feitos de um material com uma grande resistividade são chamados fios de resistência. Como a resistividade é dependente da temperatura, ela é apresentada na maioria das vezes a uma temperatura de 20 °C. Nos metais a resistividade aumenta com o aumento de temperatura, já nos semicondutores aumenta com a diminuição da temperatura. Podemos verificar a resistividade de alguns materiais na figura abaixo.

Material Condutores Prata Cobre Ouro

Resistividade 𝝆 (𝜴 ⋅ 𝒎) 1,59.10-8 1,68.10-8 2,44.10-8

Alumínio Tungstênio Aço Platina Manganina Nicromo (Ni, Fe, Cr) Semicondutores Carbono (Grafite) Germânio Silício (Valores médios a 20° C)

2,82.10-8 5,6.10-8 10.10-8 11.10-8 44.10-8 100.10-8 3,5.10-5 0,46 640

MATERIAL UTILIZADO:     

Fios de resistência; Régua de pelo menos 30 centímetros de comprimento ou trena; Multímetro; Fios de conexão de circuito (garras tipo jacaré). Tesoura e fita adesiva, se necessário;

MONTAGEM:     

Pegue uma porção de fio correspondente a aproximadamente um metro e meio. Use a régua e faça marcações a cada 15 cm. Ligue o multímetro na escala de medição para resistência(Ω). Conecte os fios do multímetro com conectores de jacaré no fio, nas marcações feitas. Veja que valor está marcando no leitor.

ATIVIDADE PROPOSTA: 1. Meça a resistência dos materiais que estão dispostos na mesa, no espaçamento de 15 cm. Há alguma diferença entre os valores obtidos dos diferentes materiais? Caso afirmativo, qual seria o motivo?

MATERIAL Constantan Elsen Messing Cobre

Ω (15 cm)

_________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ 2. Faça as medições de resistência de cada material disposto em intervalos de 15 cm. Constantan 15 cm 30 cm 45 cm 60 cm 75 cm 90 cm 105 cm 120 cm 135 cm 150 cm

Ω

Elsen 15 cm 30 cm 45 cm 60 cm 75 cm 90 cm 105 cm 120 cm 135 cm 150 cm

Ω

Messing 15 cm 30 cm 45 cm 60 cm 75 cm 90 cm 105 cm 120 cm 135 cm 150 cm

Ω

Cobre 15 cm 30 cm 45 cm 60 cm 75 cm 90 cm 105 cm 120 cm 135 cm 150 cm

Ω

3. Plote os gráficos de Comprimento x Resistividade de cada fio. Constantan

Elsen

Messing

Cobre

4. Explique quais são os fatores que fazem com que a resistividade tenha valores diferentes a cada intervalo de 15 cm. _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________

ATIVIDADE COMPLEMENTAR: 1. Utilizando software educacional online PHET-Resistencia em um fio, o que acontece com a RESISTÊNCIA(R) se: a) Aumentarmos a resistividade(ρ)? E se diminuir a resistividade? _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ b) Aumentarmos o comprimento(ℓ)? E se diminuir o comprimento? _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ c) Aumentarmos a área de seção transversal(S)? E se diminuir a área? _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________

Para Saber mais: 

http://fyzikalnipokusy.cz/1763/dependence-of-wire-resistance-on-its-parameters

  

https://phet.colorado.edu/sims/html/resistance-in-a-wire/latest/resistance-in-a-wire_pt_BR.html https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/resistividade.htm http://www.tecnologiadoglobo.com/2011/08/o-que-e-a-resistividade-ou-resistencia-especifica/...