Instituto de Física

Universidade de Brasília

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Experimento 3 – Força Eletromotriz

O objetivo deste experimento é determinar a variação da tensão fornecida por

diferentes fontes de tensão contínua em função da carga (resistência) no circuito. A resistência

interna das fontes será determinada e sua influência na tensão analisada.

Fontes de força eletromotriz (f.e.m.) são caracterizadas pela curva de regulação, que

relaciona a variação da tensão fornecida em função da corrente no circuito. A regulação é

dada pela expressão:

onde é a tensão da fonte sem nenhuma carga resistiva (em aberto) e a tensão

fornecida no ponto onde se deseja calcular a regulação.

MATERIAIS

2 multímetros;

1 pilha 1,2 V, 100mA;

1 fonte estabilizada 0 – 30 V;

1 fonte de alimentação comercial;

1 reostato até 100 Ω;

Fios.

1 – PILHA

As pilhas fornecem força

eletromotriz (fem) através de reações

químicas que ocorrem em seu interior.

Pilhas têm resistência interna, não

correspondendo, portanto, a uma fonte

ideal de fem. A curva de regulação de

fontes de eletromotrizes relaciona a tensão

fornecida pela fonte com a corrente no

circuito. À medida que a corrente

aumenta, a tensão fornecida diminui.

ATENÇÃO!!

Caso a pilha seja conectada em

curto circuito, ela descarrega. Utilize

sempre uma resistência diferente de zero

no circuito.

Monte o circuito da Figura 1

usando como fonte de alimentação a pilha.

Verifique se a pilha está carregada

utilizando o voltímetro e anote a

tensão ;

Posicione o reostato em 10Ω;

Meça a corrente no circuito e a tensão

na pilha;

Repita o procedimento anterior

variando a resistência no reostato aos

poucos, até de atingir a resistência

máxima do reostato (100);

Apresente os valores obtidos de V e i

em um gráfico;

A partir deste gráfico, estime a

resistência interna da pilha;

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Faça um gráfico da curva de

regulação da pilha.

Figura 1 – Montagem do circuito para medir a curva de regulação da pilha, onde está representada a resistência interna da fem. O reostato é um resistor de resistência variável.

2 – FONTE DE TENSÃO

ESTABILIZADA

Como o próprio nome já diz, a

fonte de tensão estabilizada fornece o

mesmo valor de tensão, independente da

corrente, até um valor limite. Para tanto, é

necessário inicialmente limitar a corrente

na fonte.

Limitando a corrente na fonte

estabilizada:

Gire os botões de tensão e corrente

até o valor mínimo;

Conecte as saídas da fonte em

curto-circuito;

Gire os botões de tensão até o

máximo;

Lentamente, aumente a corrente

até o valor desejado;

Gire os botões de tensão até o zero e

pronto. A fonte está limitada e pode

ser usada normalmente.

NÃO toque nos botões de corrente,

pois a limitação será perdida.

Monte o circuito da Figura 1

usando como fonte de alimentação a fonte

estabilizada.

Limite a corrente na fonte em

500 mA;

Meça a tensão na fonte e a corrente

no circuito;

Varie a resistência do reostato e anote

os novos valores de V e i. Repita esse

procedimento, obtendo vários pontos

antes de atingir a resistência máxima

do reostato;

Represente a dependência da tensão

aplicada em função da corrente;

Compare com os resultados obtidos

para a pilha.

3 – FONTE DE ALIMENTAÇÃO

Os aparelhos que utilizamos em

nosso dia a dia funcionam com corrente

contínua, enquanto que a tensão da rede é

alternada. Para utilizá-la, então,

recorremos a fontes de alimentação

comerciais. Essas fontes também têm uma

curva de regulação característica.

Monte o circuito da Figura 1,

usando como fonte de alimentação a fonte

de alimentação comercial.

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Calcule o valor mínimo de resistência

que deve ser colocada do reostato

segundo as especificações limites da

fonte. Posicione o reostato nesse

valor;

Meça a tensão da fonte e a corrente

no circuito;

Varie a resistência do reostato e anote

a tensão e a corrente;

Repita esse procedimento até atingir a

resistência máxima do reostato;

Represente a dependência da tensão

aplicada em função da corrente;

Faça um gráfico da curva de

regulação da fonte;

Determine sua resistência interna.