Lei de Ohm para o circuito completo – resistência interna
FísicaEletricidade e circuitosIdades 16–17Laboratório virtual
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Um circuito fechado formado por uma fonte (fem E, resistência interna r) e um reostato R. Arraste o cursor diretamente no esquema para ver como mudam I = E/(R + r), a tensão nos terminais U = IR = E − Ir, a potência P = I²R e o rendimento H = U/E; o gráfico P(R) mostra que a potência externa é máxima quando R = r. A tela Prática fem é a atividade prática: leia um voltímetro e um amperímetro com erros reais e faça o gráfico de U em função de i para achar ε e r. A tela Potenciômetro compara duas fem e mede a resistência interna com um fio potenciométrico.
Aula: Fonte, fem, resistência interna; lei de Ohm para o circuito completo; potência e rendimento de uma fonte; prática: fem e resistência interna de uma pilha; potenciômetro
O que mostra
Uma fonte real, como uma pilha, tem fem e resistência interna r. A corrente é i = E/(R + r), então a tensão nos terminais cai quando a corrente aumenta: U = ε − r·i. A potência externa i²R é máxima quando R = r, com rendimento de apenas 50 %. A prática fem acrescenta erros dos medidores, por isso é preciso ajustar uma reta de U em função de i: o coeficiente linear é ε e o angular é −r. O potenciômetro mede uma tensão sem tirar corrente da pilha no equilíbrio, então compara fem diretamente.
Como usar
Em Circuito, ajuste Força eletromotriz E e Resistência interna r e arraste o reostato no esquema. Em Prática fem, escolha a Pilha em teste, clique em Fechar a chave, varie Resistência externa R e clique em Registrar dados a cada ajuste; depois marque Mostrar reta de ajuste. Em Potenciômetro, escolha o Experimento, leve o cursor pelo fio ou use Posição do cursor l até o ponto nulo e registre os comprimentos de equilíbrio.
Parâmetros que você pode mudar
- Força eletromotriz E 1–24 V
- Resistência interna r 0,1–5 Ω
- Resistência externa R 0,1–20 Ω
- Tela Circuito, Prática fem, Potenciômetro
- Pilha em teste (Prática fem) Pilha A, Bateria B (duas pilhas), Pilha C (muito usada), E e r da tela Circuito
- Experimento com potenciômetro Comparar duas fem, Resistência interna
Perguntas para explorar
- Por que a tensão nos terminais de uma pilha cai quando a corrente fornecida aumenta?
- Em um gráfico de U em função de i, o que os coeficientes linear e angular dizem sobre a pilha?
- Por que um potenciômetro em equilíbrio mede a fem, e não a tensão nos terminais?
