Universidade Estadual de Maringá

Engenharia de Produção – Ênfase em Software

Departamento de Física

Elementos Resistivos Lineares e Não Lineares

Professor: Eduardo Augusto Castelli Astrath

Alunos:

Alexandre Henrique Vieira Vitolo 84591

Ivan KendyOkuro 81836

Luan Veloso Rossini 83156

Introdução

Sabendo que todo corpo oferece, normalmente, maior ou menor dificuldade à passagem de corrente elétrica. Assim, a característica de um condutor que é relevante nessa situação é a resistência (R). Pode-se determinar a resistência de um condutor através da equação:

R=Vi

onde (V) é a diferença de potencial entre seus extremos e (i) a intensidade da corrente. O experimento feito, teve como objetivo distinguir elementos resistivos lineares e não lineares, através da determinação experimental de suas curvas características, além disso analisar a dependência da variação da resistência com a temperatura e iluminação para resistores de tungstênio, NTC e LDR.

Elemento resistivo linear ou ôhmico, é aquele para o qual a razão entre a ddp aplicada e a intensidade de corrente que o atravessa é constante. Assim, sua curva característica é linear.

Por outro lado, sabemos que na Eletrônica Moderna a maioria dos condutores são não ôhmicos. Um elemento resistivo não ôhmico é aquele que par o qual a razão entre a ddp aplicada e a intensidade da corrente não é constante. Isso significa que a curva característica não é uma reta. A não linearidade da curva característica pode depender de vários fatores como: Temperatura, Iluminação, Tensão nos terminais do elemento, e outros.

Dentre os elementos não lineares, consideremos:

Dispositivos que dependem da Temperatura (Resistores PTC e NTC): Os resistores NTC e PTC, ambos chamados de termistores são muito utilizados como limitadores de corrente em diversas aplicações práticas, como alarmes de incêndio. Esses resistores tem resistência variável, frente a variações de temperatura. De modo geral, podemos resumir que um PTC (Positive Temperature Coefficient) aumenta sua resistência conforme a temperatura aumenta. Já um NTC (Negative Temperature Coefficient), diminui a resistência, a medida que a temperatura aumenta.

Dispositivos que dependem da Voltagem (Resistores VDR): Algumas substâncias apresentam a propriedade de oferecer resistência variável frente à diferentes tensões aplicadas. A resistência de um VDR (Voltage Dependent Resistor) ou vasistor, depende da voltagem a que está sujeito.

Dispositivo que depende da luminosidade (Célula foto resistiva LDR): Um LDR (Light Dependent Resistor) é um dispositivo onde a variação da luminosidade que incide sobre o componente resulta numa variação da sua resistência, de acordo com a relação: R=Ro . Lαα , L < 0R → Resistência (Ω)L → Fluxo luminoso sobre a área do LDR (lux)Ro e → Constantes, com < 0α α

Materiais utilizados

- Fonte de Tensão- Multímetro- Resistor- Lâmpada 12V- NTC- LDR- cabos e jacarés- termômetro- sistema com NTC- sistema com LDR

Procedimento

Para o Resistor: Medir a resistência do resistor, depois montar o circuito esquematizado abaixo.

Depois de montar o circuito, varie a tensão de saída de 2 em 2 V, até a última medida de 20 V, anotando a corrente na tabela i x V. Por final, zere a fonte.

Para o filamento metálico da lâmpada: Com o mesmo circuito usado no procedimento anterior, substitua o resistor pela lâmpada e varie a tensão de 1 V até no máximo 10 V, anotando os resultados da intensidade em outra tabela i x V, e por fim zere a fonte.

Para o resistor NTC: Coloque o termômetro onde está instalado o NTC. Agora ligue as extremidades do NTC ao ohmímetro e anote o valor da resistência. Meça a temperatura inicial, que é a temperatura ambiente, e coloque esses valores na tabela R x T. Depois de feito os passos ditos, ligue o aquecedor à tomada e anote os valores da resistência do NTC em intervalos de 2º C, fazendo pelo menos dez medidas. Depois de anotar todas as medidas, desligue o aquecedor.

Para o foto resistor LDR: Montar o seguinte circuito:

Mantenha a lâmpada a, aproximadamente, 3 cm do LDR. Ligue a fonte e coloque numa tensão de 3V e leia a tensão inicial da resistência do LDR. Depois disso, vá afastando a lâmpada a intervalos de 0,5 cm e anote os valores da resistência e da distância numa tabela R x d. Assim, quando as tomadas de dados acabar, zere a fonte e desligue-a.

Tabelas

Resistor

V (volts) i (amperes)

2 2,4x10-3

4 4,93 x10-3

6 7,34 x10-3

8 9,7 x10-3

10 12,21 x10-3

12 14,63 x10-3

14 17,09 x10-3

16 19,49 x10-3

18 22,1 x10-3

20 24,5 x10-3

LDR

Lâmpada

V (volts) i (amperes) 1 55,8 x10-3

2 81 x10-3

3 103,1 x10-3

4 121,7 x10-3

5 138,3 x10-3

6 153,2 x10-3

7 166,8 x10-3

8 180,2 x10-3

9 193,5 x10-3

10 208 x10-3

R d0,219 x106 3

0,25 x106 3,50,277 x106 40,289 x106 4,50,309 x106 50,325 x106 5,50,334 x106 60,347 x106 6,50,359 x106 70,386 x106 7,5

Análise de Dados

Resistor

NTC

R T9,85 x10-3 28

9 x10-3 308,44 x10-3 327,84 x10-3 34

7,3 x10-3 366,85 x10-3 38

6,4 x10-3 406 x10-3 42

5,56 x10-3 445,18 x10-3 46

Lâmpada

NTC

LDR

Gráfico Di-Log

Conclusão

De acordo com a análise no gráfico do Resistor, podemos concluir que a intensidade da corrente é proporcional à diferença de potencial (ddp), caracterizando um Resistor Ohmico, ou seja, ele segue as Leis de Ohm, então podemos dizer que tg = R. Por outro αlado, o experimento realizado com a Lâmpada demonstrou que a intensidade da corrente não é proporcional à voltagem, mostrando que o Resistor não é Ôhmico.O Gráfico do Resistor NTC, demonstra um decaimento da temperatura quando aumenta-se a resistência, caracterizando um dispositivo que depende da temperatura. Por fim, o gráfico da célula fotovoltaica mostra que

R (α1d ²

¿¿n = log R = log C + nlog (1/d²)

log R = log Ro + log L⇒ α 1/d² = L⇒ Ld² = k⇒

Mostrando assim, que R = Ro.Lα, com L < 0