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Curvas I–V – resistor, lâmpada incandescente, diodo e LED

FísicaEletricidade e circuitosIdades 16–17

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Versão virtual da prática de curvas características I–V: uma fonte de corrente contínua variável, um amperímetro em série e um voltímetro em paralelo com o componente. Ajuste a tensão passo a passo, leia dois medidores digitais (com pequenos erros aleatórios), registre uma tabela, trace I em função de V nos dois sentidos invertendo a fonte e calcule R = V/I em cada ponto. Compare um resistor fixo (reta que passa pela origem), uma lâmpada incandescente (curva que se achata conforme o filamento esquenta) e um diodo de silício e um LED vermelho (que só conduzem no sentido direto, acima de cerca de 0,6 V e 1,8 V, com um resistor de proteção).

Aula: Corrente, diferença de potencial e resistência: curvas características I–V

O que mostra

A curva característica I–V mostra como a corrente em um componente depende da diferença de potencial entre seus terminais. Um resistor fixo a temperatura constante dá uma reta que passa pela origem, então obedece à lei de Ohm. Em uma lâmpada incandescente, a corrente aquece o fio de tungstênio, seus íons vibram mais e a resistência aumenta, por isso o gráfico se curva e se achata. Um diodo conduz em um só sentido: na polarização reversa quase não passa corrente, e na direta a corrente sobe bruscamente acima de cerca de 0,6 V no silício e de cerca de 1,8 V em um LED vermelho.

Como usar

Escolha o Componente, ajuste a Fonte E com o controle deslizante ou os botões − / + e leia o Voltímetro e o Amperímetro. Clique em Registrar leitura para pôr um ponto na tabela e no gráfico; depois clique em Abrir chave S, mude E e repita. Use Inverter fonte para valores negativos. Com o diodo e o LED, marque Ampliar perto da origem, e marque Mostrar curva de referência para comparar. Toque em um ponto para calcular R = V/I.

Parâmetros que você pode mudar

  • Componente Resistor fixo, Lâmpada incandescente (6 V – 0,3 A), Diodo de silício, LED vermelho
  • Resistência R 10–100 Ω
  • Resistor de proteção (diodo, LED) Nenhum, 100 Ω, 330 Ω
  • Tensão inicial da fonte 0–12 V
  • Mostrar curva de referência

Perguntas para explorar

  1. Por que a resistência de uma lâmpada incandescente aumenta quando a diferença de potencial entre seus terminais aumenta?
  2. O que o gráfico I–V de um diodo mostra na polarização reversa e na direta acima de 0,7 V?
  3. Por que você deve abrir a chave entre as leituras e colocar um resistor de proteção em série com um LED?

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