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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA

CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS – CCT

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA – DEE

LABORATÓRIO DE CIRCUITOS ELÉTRICOS I

Resistores e a Lei de Ohm Laboratório de Circuitos Elétricos 1001

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Roteiro-Relatório da Experiência No 01

“RESISTORES E A LEI DE OHM”

COMPONENTES DA EQUIPE:

ALUNOS NOTA

1 ___________________________________________

Data: ____/____/____ ___:___ h

2 ___________________________________________

3 ___________________________________________

OBJETIVOS:

Ler o valor nominal de cada resistor através do código de cores.

Conhecer os tipos de potenciômetros.

Medir a variação da resistência do potenciômetro.

Verificar a Lei de Ohm para resistores.

1. MATRIZ DE PONTOS (PROTOBOARD)

A Matriz de Pontos (nome genérico) ou Protoboard (marca registrada), consiste de pontos

ligados internamente possibilitando a montagem de componentes e CIs (circuitos integrados)

sem que seja necessário usar solda. Existem de diversos tipos e tamanhos, mas basicamente

todos têm o mesmo aspecto. A principal diferença entre eles são os números de pontos de

conexão.

Os barramentos verticais, em geral, são usados para alimentação (+Vcc, GND e -Vcc).

Abaixo, se pode verificar como é a configuração das trilhas do Protoboard e os bornes para

conexão da alimentação. Observa-se, também, que o borne de cor preta está conectado ao terra,

ou seja, possui ligação com a carcaça.






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Figura 1.1 Matriz de Pontos (Protoboard).

2. MULTÍMETRO

Um multímetro é um instrumento que permite efetuar a medição de várias grandezas

elétricas (tensão, resistência, corrente, capacitância, indutância, frequência e outras), além de

poder efetuar testes em diodos e transistores.

Figura 1.2 Multímetro e Pontas de Prova.






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Chave seletora de função: Seleciona qual a grandeza (corrente, tensão ou resistência)

que será medida.

Para usar um multímetro:

Use a chave de seleção de função para escolher a escala (tensão CC ou AC: Vcc, Vac;

corrente CC: mA, µA, ohm: Ω) e o tipo de grandeza a ser medida: tensão, corrente,

resistência.

Quando não estiver usando o multímetro deixe a chave na posição OFF (desligado).

Em hipótese nenhuma ligue o instrumento a uma tensão quando a escala de

corrente estiver selecionada.

Bornes de Entrada: são os terminais através dos quais conectamos o instrumento ao circuito

ou componente. Existem 3 bornes no seu instrumento:

COM: terminal comum ou negativo (no caso de medição que tenha polaridade).

V, Ω, mA: terminal para medir tensão, resistência, corrente. É o terminal positivo (no

caso de medição de corrente e tensão). Lembre-se de que a grandeza resistência

não tem polaridade.

X(A): terminal para medir corrente CC até X(A). É o terminal positivo.

2.1. Ohmímetro

Para se efetuar medição com o ohmímetro, deve-se desconectar o elemento que se

quer medir do restante do circuito. Caso isto não seja feito, a resistência medida pode ser o

resultado de uma associação de resistores e não do resistor que se deseja medir.

Quando há interesse em fazer medida de resistência relacionada ao isolamento, existe um

ohmímetro especial chamado de Megômetro. Este instrumento é utilizado de forma semelhante

ao ohmímetro. A diferença básica é que o megômetro tem escala suficiente para alcançar valores

muito altos de resistência.

Figura 1 – Medição de resistência com o Ohmímetro.






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2.2. Voltímetro

O voltímetro é conectado em paralelo com o elemento para o qual se pretende medir a

tensão (veja Figura 2), devendo o circuito deve estar ativo no ato da medição.

A resistência interna do voltímetro (ri) é um dos parâmetros que o caracteriza. Quanto

maior a resistência interna ri, mais próximo o voltímetro está do ideal. Logo, a corrente que será

desviada do circuito para dentro do voltímetro será mínima. Para efeitos práticos, a resistência

interna do voltímetro é considerada igual a infinito (ri ), caso ele seja corretamente

utilizado.

Figura 2 – Conexão do voltímetro em paralelo ao elemento do circuito ativo para medição

de tensão.

2.3. Amperímetro

Além de analógico ou digital, um amperímetro pode ser também classificado como

convencional ou de alicate. O amperímetro de alicate normalmente é fabricado para medir

correntes mais altas. É geralmente utilizado em redes elétricas de alta tensão e em circuitos onde

não é possível a interrupção da passagem de corrente elétrica.

Para se efetuar uma medição de corrente com um amperímetro convencional é

necessário interromper o circuito para se intercalar o amperímetro, fazendo com que toda

a corrente passe através do mesmo (veja Figura 3). Obviamente, o circuito deve estar ativo no

ato da medição.

A resistência interna de um amperímetro (ri) deve ser a mais próxima possível de

zero. Para efeitos práticos, a resistência interna do amperímetro é considerada igual a zero (ri

0), caso ele seja corretamente utilizado. Portanto, deve-se sempre fazer a ligação em série,

pois se ligado em paralelo introduzirá um curto-circuito, podendo danificar componentes e

o próprio amperímetro.






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Figura 3 – Conexão do amperímetro em série ao elemento do circuito ativo para medição

de corrente.

3. FONTES

O Laboratório de Circuitos Elétricos é equipado com fontes de tensão com saídas

reguláveis conforme ilustrado pela Figura 4:

1- Botão liga/desliga.

2- Modo de operação.

3- Controles da fonte da direita.

4- Controles da fonte da esquerda.

5- Controle para fonte fixa 5V.






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(b)

Figura 4 – Esquema de uma Fonte de Tensão com saídas reguláveis.

4. RESISTORES

4.1. Resitores Fixos

Os resistores fixos são geralmente especificados por três parâmetros: o valor nominal da

resistência elétrica; a tolerância, ou seja, a máxima variação em porcentagem do valor nominal, e

a máxima potência elétrica dissipada. Dentre os tipos de resistores fixos, destacamos os de fio, de

filme de carbono e de filme metálico.

Figura 5 – Símbolo para resistores.

Resistor de fio: Consiste basicamente de um tubo cerâmico que serve de suporte para o

enrolamento de um determinado comprimento de fio de liga especial, para obter-se o valor de

resistência desejado. Os terminais desse fio são conectados às braçadeiras presas ao tubo.

Além desse, existem outros tipos construtivos esquematizados, conforme mostra a Figura 6.

1 - Terminais de saída.

2 - Controle de tensão.

3 - Controle de corrente.

4 - C.V. – Corrente constante.

C.C. – Tensão constante.






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Figura 6 – Resistores de Fio.

Os resistores de fio são encontrados com valores de resistência de alguns ohms até alguns

kilo-Ohms, e são aplicados onde se exige altos valores de potência, acima de 5W, sendo suas

especificações impressas no próprio corpo do resistor.

Resistor de filme carbono: Consiste de um cilindro de porcelana recoberto por um filme

(película) de carbono. O valor da resistência é obtido mediante a formação de um sulco,

transformando a película em uma fita helicoidal. Este valor pode variar conforme a espessura

do filme ou a largura da fita. Como revestimento, encontramos uma resina protetora sobre a

qual será impresso um código de cores identificando seu valor nominal e sua tolerância.

Figura 7 – Resistor de Filme de Carbono.

Os resistores de filme de carbono são destinados ao uso geral e suas dimensões físicas

determinam a máxima potência que pode dissipar.

Resistor de filme metálico: Sua estrutura é idêntica ao do de filme de carbono, exceto que

utiliza uma liga metálica (níquel-cromo) para formar a película, obtendo valores mais

precisos de resistência, com tolerância de 1% e 2%.

O código de cores, utilizado nos resistores de película, é ilustrado pela Figura 8, que está

associada com a Tabela 1.






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1o Algarismo 2o Algarismo

FatorMultiplicativo

Tolerância

Figura 8 – Código de Cores para Resistores.

Observações: 1- A ausência da faixa de tolerância indica que esta é de 20%.

2- Os resistores de precisão apresentam cinco faixas, onde as três

primeiras representam o primeiro, segundo e terceiro algarismos

significativos e as demais, respectivamente, o fator multiplicativo e a

tolerância.

Na Tabela 2 têm-se os valores os resistores encontrados comercialmente. Existe uma

padronização baseada nos níveis de tolerância dos mesmos. Os padrões de tolerância são: 1%,

5%, 10% e 20%.

TABELA 1 – Código de Cores para Resistores.

Cor 1

o

Algarismo

2o

Algarismo

Fator

Multiplicat

ivo

Tolerância

Preto 0 x 1

Marrom 1 1 x 10 1%

Vermel

ho 2 2 x 10

2 2%

Laranja 3 3 x 103

Amarel

o 4 4 x 10

4

Verde 5 5 x 105

Azul 6 6 x 106

Violeta 7 7

Cinza 8 8

Branco 9 9

Ouro x 10-1

5%

Prata x 10-2

10%






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TABELA 2 – Valores padronizados para Resistores de Película.

1 – Série: 5%, 10% e 20% de Tolerância

10 12 15 18 22 27 33 39

47 56 68 72

(a)

2 – Série: 2% e 5% de Tolerância

10 11 12 13 15 16 18 20

22 24 27 30 33 36 39 43

47 51 56 62 68 75 82 91

(b)

3 – Série: 1% de Tolerância

100 102 105 107 110 113 115 118

121 124 127 130 133 137 140 143

147 150 154 158 162 165 169 174

178 182 187 191 196 200 205 210

215 221 226 232 237 243 249 255

261 267 274 280 287 294 301 309

316 324 332 340 348 357 365 374

383 392 402 412 422 432 442 453

464 475 487 499 511 523 536 549

562 576 590 604 619 634 649 665

681 698 715 732 750 768 787 806

825 845 866 887 909 931 953 976

(c)

4.2. Potenciômetros

Um potenciômetro, conforme a Figura 9, consiste basicamente de uma película de carbono

ou de um fio, que ao ser percorrido por um cursor móvel, através de um sistema rotativo ou

deslizante, altera o valor da resistência entre seus terminais. Comercialmente, os potenciômetros

são especificados pelo valor nominal da resistência máxima impresso em seu corpo.






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Figura 9 – Estrutura interna básica de um Potenciômetro.

Na prática, encontramos vários modelos de potenciômetros, que, em função do tipo de

aplicação, possuem características mecânicas diversas. A Figura 10 mostra um potenciômetro de

fio e a Figura 11, alguns tipos de potenciômetros de película de carbono.

Figura 10 – Potenciômetro de Fio.

Os potenciômetros de fio são aplicados em situações onde é maior a sua dissipação de

potência, possuindo uma faixa de baixos valores de resistência (até kilo-Ohm). Os

potenciômetros de película são aplicados em situações de menor dissipação de potência,

possuindo ampla faixa de valores de resistência (até Mega-Ohm).

Quanto à variação de resistência, os potenciômetros de película de carbono podem ser

lineares ou logarítmicos, isto é, conforme a rotação do seu eixo, sua resistência varia obedecendo

a uma característica linear ou logarítmica. Estas características são vistas nas Figuras 12 e Figura

13. O potenciômetro logarítmico é muito utilizado para controlar o volume de saída do som em

amplificadores de sinais de áudio.






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Figura 11 – Potenciômetro de Película de Carbono.

R Nominal

Máx

Ângulo de rotação do eixo

Res

istê

nci

a

Figura 12 – Característica de variação da resistência de um potenciômetro linear (LIN).

R Nominal

Máx

Ângulo de rotação do eixo

Res

istê

nci

a

Figura 13 – Característica de variação da resistência de um potenciômetro logarítmico

(LOG).






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Para medirmos a variação da resistência de um potenciômetro utilizamos um ohmímetro,

devendo este ser conectado entre o terminal central e um dos extremos, como ilustra a Figura 14.

Figura 14 – Medição da resistência de um potenciômetro.

Ao girarmos o eixo no sentido horário, como mostra a Figura 14, teremos uma

diminuição da resistência entre os terminais B e C e um aumento entre os terminais A e C, sendo

que a soma destes dois valores será sempre igual à resistência nominal.

Figura 15 – Símbolo de um potenciômetro.

5. LEI DE OHM

“Em um bipolo ôhmico, a tensão aplicada aos seus terminais é diretamente proporcional à

intensidade de corrente que o atravessa”. Assim sendo, podemos escrever:

(A) corrente de eintensidad

)( Elétrica aResistênci R

(V) aplicada tensão :onde

)(R)(

i(t)

v(t)

titv

Levantando-se, experimentalmente, a curva da tensão em função da corrente para um

bipolo ôhmico, teremos uma característica linear, conforme mostra Figura .

v(t)

i(t)i

v

0

Figura 16 – Curva característica de um bipolo ôhmico.






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Pela Figura nota-se que: i

vtg

, onde concluímos que tg R (resistência ).

Um bipolo ôhmico é aquele que segue esta característica linear.

6. MATERIAL UTILIZADO

Fonte de tensão variável (DC Power Suply).

Transferidor.

Resistores: (R1) 10k, (R2) 330, (R3) 4700k e (R4) 5,6k. (1/2W)

Potenciômetro: 1k/LIN.

Multímetro (Voltímetro, Amperímetro e Ohmímetro).

7. PRÉ-RELATÓRIO

Ler o item 8 – Parte Experimental e resolver teoricamente os circuitos propostos com os

valores nominais para os resistores, preenchendo as tabelas nas linhas que se referem aos valores

calculados .

8. PARTE EXPERIMENTAL

8.1 Resistores

8.1.1 Identifique e meça os resistores (diversos) preenchendo a TABELA 3 abaixo:

TABELA 3 – Leitura das resistências.

R1 R2 R3 R4

Resistência Nominal [k]

Resistência Medida [k]

Tolerância[%]

Erro [%]

8.2 Potenciômetros

8.2.1 Medir a resistência entre o terminal central e um dos terminais externos do potenciômetro

P1 (10 k/LIN) de maneira a preencher a TABELA 4:






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TABELA 4 – Leitura da resistência entre os terminais do potenciômetro.

Resistência (k)

Ângulo () Valor Calculado Valor Medido

0

Máx 1/4

Máx 1/2

Máx 3/4

Máx

8.3 Lei de Ohm

8.3.1 Para levantarmos a curva característica de um bipolo ôhmico (Resistência), precisamos

medir a intensidade de corrente que o percorre e a tensão aplicada aos seus terminais, para isso,

monta-se o circuito da Figura 17:

mA

EVR

Figura 17 – Circuito para comprovação da lei de Ohm.

Agora, preencha os dados requisitados na Tabela 5.

TABELA 5 – Tensão X Corrente.

Tensão Aplicada[V]

2,00 6,00 10,00

Corr

ente

[m

A]

R1= Medida

Calculada

R2= Medida

Calculada

R3= Medida

Calculada

R4= Medida

Calculada






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8.3.2 Baseado nos valores práticos de tensão e corrente da Tabela 5, calcule o valor médio de

cada resistência e preencha a Tabela 6.

TABELA 6 – Cálculo das resistências a partir da Tabela 5.

Resistência Nominal [] Valor Determinado []

R1=

R2=

R3=

R4=

9. PÓS-RELATÓRIO

9.1 Determine a sequência de cores para os resistores abaixo:

a) 18k 5% ______________________________________________________

b) 35 10% ______________________________________________________

c) 480 5% ______________________________________________________

d) 420 1% ______________________________________________________

e) 0,57 2% ______________________________________________________

9.2 Os experimentos se mostraram válidos? Explique por quê?

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

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____________________________________________________________________________

9.3 Comente os resultados, erros encontrados e possíveis fontes de erros.

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