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resistencia em função da temperatura
Tipologia: Notas de estudo
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Não perca as partes importantes!
Alunos: Amanda Dantas L. de Freitas; 7273940
Luis Felipe Sbegue; 6872985 Luis Paulo de Souza; 6404126 Tayná Ribeiro Toledo; 7274019
Neste experimento objetiva-se fazer uma análise da curva de resistência em função da temperatura para um dado metal, no caso o cobre, então encontrar o valor do coeficiente de temperatura da resistividade. Para isto, foi preciso aprender como utilizar um termopar para medição de temperatura.
Materiais e Métodos Utilizados:
Para executar o experimento, primeiro mediu-se a temperatura ambiente com um termômetro comum, para fazer a análise utilizou-se uma bobina metálica (cobre), um termopar, dois multímetros, nitrogênio liquido (para baixas temperaturas), água quente, aquecida com um aquecedor (altas temperaturas) e uma tabela de conversão de temperatura/força eletromotriz para o cobre. O sistema ‘bobina de cobre e termopar’ foi mergulhado num recipiente, ora contendo nitrogênio líquido ora contendo água quente. Então a partir destes esquemas montados, com a ajuda dos multímetros, anotaram-se as tensões e resistências obtidas, as foram utilizadas para cálculo das temperaturas e posteriormente para montagem das curvas.
Resultados e Análise dos dados:
Para melhor compreendermos, num condutor de cobre, a corrente é provocada pelo movimento de elétrons (carga negativa). Então, quando falamos de uma corrente num condutor comum, a direção da corrente é oposta à direção do movimento dos elétrons.
1,93 -5,5 -4,467 - 2,05 -5,4 -4,367 -137, 2,17 -5,3 -4,267 -133, 2,51 -4,3 -3,267 -96, 2,6 -4,2 -3,167 -92, 2,7 -4,1 -3,067 -89, 2,78 -4 -2,967 -85, 3,2 -3,8 -2,767 -79, Tabela 2: Valores reais de Temperatura e Tensão.
Considerando a tabela montou-se a curva abaixo:
Gráfico 1: Temperatura x Resistência, para baixas temperaturas.
Para calcular o coefiente de temperatura da resistividade foi utilizada a tabela e a seguinte fórmula:
α= (R-R)/[R(T-T)]*
onde: R = resistensia final; R= resistensia inicial; T=tempo final e T= tempo inicial.
Logo: α=0,01341 (1/°C)
Também, para calibração da tensão, foi utilizada a temperatura ambiente (26°C) e a partir da tabela de termopar, a tensão (1, mV). Agora o sistema foi colocado num recipiente contendo água quente, aquecida com um aquecedor. Foram medidas tensões para várias situações e a tabela seguinte foi obtida:
Resistência (Ω) Tensão (mV) 10,78 1, 10,81 1, 10,9 1, 10,91 1,
Tabela 3: resistência x tensão, para altas temperaturas.
Com a ajuda da tabela de termopar e com a calibração da temperatura obteve-se valores das tensões e temperaturas reais.
Resistência (Ω) Tensão (mV) Tensão real (mV) Temperatura real (°C) 10,78 1,4 2,433 59, 10,81 1,35 2,383 58 10,9 1,3 2,333 56, 10,91 1,12 2,153 52,
Tabela 4: Valores reais para altas temperaturas.
Considerando a tabela montou-se a curva abaixo:
Gráfico 2: Temperatura x Resistência, para altas temperaturas.
podem afetar a exatidão de sua medição. As principais fontes de erros nas medições com termopares a serem levadas em consideração são: ruído, erros de offset, erros de ganho, compensação da junção fria (CJC), exatidão e erros do termopar. Logo constata-se um erro experimental por meio dos experimentadores ao anotar as tensões e ao montar o sistema, levando a dados incorretos.
Os termopares são sensores de uso mais comuns na medição de temperatura, pois apesar de terem custo relativamente baixo, têm alta exatidão e amplas faixas de temperatura de operação. Para medir a temperatura com um termopar, não se pode simplesmente conectar o termopar a um voltímetro ou outro sistema de medição, porque a tensão medida será proporcional à diferença de temperatura entre o ponto de contato entre os dois metais e a extremidade na qual a tensão está sendo medida. Assim, mediu-se a temperatura absoluta na ponta do termopar, ou seja, a temperatura ambiente, 26°C. Então uma ponta do termopar ficou em contato ou próximo ao recipiente no qual foram colocados os líquidos, e a outra em temperatura ambiente, uma tensão foi enviada ao sistema, que respondeu e a cada variação de temperatura. Estes dados foram anotados e usados.
