Calendário
Lineamentos do curso e conselhos.
Experiência 01: algumas perguntas, e erros detetados.

Janeiro:
10 - Aula introdutória: Calendário e normas do curso, Medidas de segurança no uso de energia elétrica, Observações sobre cálculo de erros de maneira não estatística. Distribuição do guia das experiências e da apostila sobre erros. Formação de grupos de trabalho. Demonstração pelo professor:  Força eletrostática. Apresentação dos instrumentos.

11 - Realização das primeiras medições com os instrumentos. Exemplos de cálculos de erros pelo método da cota máxima e pela aproximação diferencial.

12 - Exp. 01 Lei de Ohm

13 - Exp. 02 Interferência dos instrumentos nas medidas.

14 - Exp. 03 Resistência interna do voltímetro e amperímetro.

17 - Exp. 04 Ponte de Wheatstone.

18 - Exp. 08 demonstrada pelo professor. Exp. 06 Teorema de Thévenin, Caracterização de fontes de tensão.

19 - Primeira prova (P1): Montagem e análise de parte de uma das experiências anteriores, perguntas sobre as experiências, perguntas conceituais.

20 - Exp. 11 Distribuição de Potencial e Campo Elétrico

21 - Exp. 09 Medida da constante de tempo de um circuito RC.

24 - Demonstração pelo professor: Força entre correntes. Exp. 10 Medida do campo magnético de um imã permanente.

25 - Demonstração pelo professor: Motor elétrico. Exp. 13 Medida do campo magnético Terrestre I
26 - Exp. 14 Medida do campo magnético Terrestre II

27 - Demonstrações pelo professor:  Diodo semicondutor, Célula solar, Medida da permisividade elétrica. Revisão dos conceitos desenvolvidos durante o curso.

28 -  Segunda prova (P2): Descrição de uma das experiências da segunda parte do curso, resposta a perguntas sobre outra dessas experiências, perguntas conceituais.

5 de fevereiro 9:00 h:  Exame para os reprovados das duas turmas. 14:00 Exame voluntário.

Critério de avaliação:
Individual:  haverá duas provas, P1 e P2 no meio e no fim do curso.
De grupo:  grupos de até três alunos farão em conjunto um relatório de cada experiência para apresentar no começo da aula seguinte. Cada aluno é obrigado a possuir o relatório do grupo em seu caderno.  Alguns grupos serão escolhidos pelo professor em cada aula para apresentar o relatório para avaliação por nota, sendo um dos alunos do grupo o responsável pela entrega e pela resposta a perguntas sobre o mesmo. A nota vai para o grupo todo e a media dessas notas de relatórios constitui a nota R.  A nota será N = (P1+P2+R)/3  seguindo os critérios do Instituto de Física (se 7 ou mais aprova, senão vai para exame, etc.).
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F 329 Curso de verão 2.000 Lineamentos do curso e conselhos.
Prof. Lunazzi

A idéia que rege o curso é a de se medir da melhor maneira possível com os elementos disponíveis.  Assim, por exemplo, deve-se mudar a escala sempre que for possível obter uma deflexão maior da agulha indicadora, para obter menor erro relativo. Outro exemplo: deve-se fazer as leituras em escala com atenção, e desta maneira ter um erro de leitura que será menor que o indicado pelo fabricante.

O tratamento estatístico é uma maneira de se reduzir o erro para valores de incerteza menores e altamente prováveis, mas como isto já foi feito nos cursos anteriores, não o faremos neste para nos concentrarmos nos métodos de cálculo da cota máxima de erro e no uso da aproximação diferencial. Por exemplo: será feita uma única leitura para cada valor a medir, não serão calculadas as curvas mais prováveis por quadrados mínimos, nenhuma média será feita.

Faça alguns cálculos rapidamente de maneira a poder colocar alguns pontos do gráfico distribuídos de maneira a poder ver o panorama do resultado, e não desmonte a experiência até ter mostrado os resultados ao professor.  Não meça mais vezes do que o solicitado pelo professor, o tempo para trabalho é limitado.

Deve-se estar atento a condições da experiência que não estão relatadas no guia, elementos que podem estar influenciando nos valores medidos. Em todas as experiências temos ao menos um desses elementos. Arrisque  hipóteses neste sentido, e passe logo a procurar informação que possa validar suas hipóteses.

Distribuição do trabalho: um aluno monta o circuito, outro anota e calcula, um terceiro, se houver, confere e supervisa.  Trocando as tarefas a cada experiência. Cuidado com atrasos gerados no uso do computador, o uso de gráficos é mais rápido.  O uso de computador é recomendável sempre que não atrase o relatório.

Na montagem de um circuito um aluno indica no esquema do circuito o ponto positivo da fonte, enquanto outro coloca a mão no circuito físico. A partir daí, o primeiro aluno segue o caminho da corrente para indicar o elemento atingido, enquanto o outro o segue no circuito físico, verificando a conexão ao elemento correspondente.  Assim, até atingir um instrumento de medida, o que deve ser com a entrada pelo conector positivo do mesmo. Depois, fazer da mesma maneira começando pelo negativo da fonte, até atingir algum instrumento. Finalmente, completar as conexões restantes.  Desta maneira as polaridades para amperímetro e voltímetro estarão corretas, faltando somente colocar os instrumentos no maior alcance, o controle de saída da fonte no mínimo, para começar a trabalhar aumentando aos poucos a tensão de saída enquanto observamos os instrumentos.

Entenda que nunca os dois terminais de um instrumento de medida podem estar ligados num mesmo ponto pois significa que ele está inativo, e muito menos os de um elemento ativo (fonte) pois estaria em curto-circuito. Outra dica é que não precisa encaixar os conectores nos instrumentos em cada alcance, na hora de escolher o melhor alcance:  pode simplesmente fazer um contato rápido até encontrar o alcance certo, e somente então encaixar o conector. Também não precisa desligar os dois conectores de um elemento para tirá-lo do circuito, basta com retirar um. No caso de elemento inserido no circuito (resistência, amperímetro) pode-se retirar ele temporariamente do circuito colocando um fio entre os extremos, "ponte" para a corrente não passar pelo elemento.

A resistência de proteção Rp de 10 ohm utilizada para as experiências 02 e 03 pode as vezes aquecer e cheirar a queimado, mas não é motivo para grande preocupação pois dissipa bastante:  verifique o circuito e, se tudo  estiver correto, meça rapidamente pois para outros valores a medir a corrente será menor.

Problemas de contato são freqüentes em todo laboratório de eletricidade, e as vezes difíceis de resolver:  mexa em todos os pontos possíveis, troque elementos um a um, e, se identificar um elemento suspeito, chame o professor pois, se for comprovado o defeito, dever ir para conserto e não ficar atrapalhando no laboratório.

Perguntas que correspondem ao caso:

- A linearidade da resposta depende do material?

• A linearidade da resposta depende da àrea da seção do material?
• A linearidade da resposta depende da condução térmica (dissipação)?
• Aumentando-se o potencial aumenta a corrente: Muda a quantidade de carga que está sendo deslocada, sem mudar a velocidade, ou muda somente a velocidade das cargas?

• Trocar eletricidade por calor: aquescedores (àgua, ambientais, ferros de passar roupa, ferros de solda, secadoras, etc.).
• Diminuir a tensão elétrica, sobretudo a tensão contínua, embora na disminuição haja perdas de energia.
• Elementos não ohmicos servem para detetar mudanças críticas, a respostas cresce muito quando um certo valor é atingido.

- A resistência dos condutores é desprezível.

• A resistência dos resistores não varia por causa da variação de temperatura gerada pela variação de corrente.
• Os instrumentos de medida têm conduta óhmica, senão a escala não seria uniforme como é.
• A tensão de alimentação é constante.

onde os D V, D I mudam conforme os valores são lidos em diferentes escalas. Temos de calcular assim o D R em diferentes regiones do gráfico.

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Exemplos de erros detetados em relatórios:

Relatório 1, Nota = 6: Daniel Luis

(1) Não menciona o fato de que ao aumentar a corrente aumenta a potência transformada em calor, e como a resistividade varía com a temperatura e a dissipação do resistor não conseguiría liberar todo o calor recebido, a temperatura não pode ser constante, como Ohm estabeleceu para sua lei. Em princípio deveriamos ter uma resposta não linear em nossa experiência, mesmo em material que cumpre a lei do Ohm.

(2) Usou o termo "Proto-board" por "painel de conexões"; justifica-se pois está indicado assim no elemento, mas não esta certo.

(3) Usou somente tensão até 10 V, devia chegar a 15 V, vide Objetivo 3, pg. 20.

(4) Teve erros D V e D I constantes para todos os valores de medição. Passando da escala de 10 V para a de 3 V, da de 3 V para a de 1 V, tem de haver redução no erro. Embora indique isto corretamente ao fim do relatório, nas tabelas e no cálculo de D R aparece somente um valor de erro.

(5) usa a palavra "plotadas" por "graficadas". Qual é a diferença entre "plotada" e "graficada"?

(6) Não acaba respondendo ao item (objetivo) 5, onde a resposta sería algo como: a curvatura foi menor que

cou seja, obtivemos uma reta dentro da precissão de nossa medição. Na faixa de erro caberiam curvaturas de, no máximo, D V/I_M.

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Relatório 2, Nota = 9: Melissa

(7) Transcreve o guia no relatório, não havería necessidade.

> Faz uma boa análise de malhas do circuito.

(8) Não registrou os números de identificação dos instrumentos (patrimônio)

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Relatório 3, Nota = 7: Patricia P.

(1)

(7) (repete o erro 7)

(9) Não indicou como objetivo o de verificar a Lei de Ohm.

(10) Não tomou valores entre 0-4,5 V, nem entre 10-15 V.

(11) Faz uma reta média do resultado, cumprindo a segunda parte do objetivo, que sería a medida da resistência, mas não a verificação da Lei de Ohm. Assim, comete o erro (5).

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Relatório 4, Nota = 8: Mario

(1)

(12) Pouca descrição teórica

(13) Na análise final tem um valor possível da resistência medida de 95+2 = 97 W , e o dado do fabricante sendo 100 - 5 = 95 W , e considera que não houve boa relação entre os valores. De fato houve, a faixa de valores obtida por medição entra, ao menos parcialmente, na faixa de valores do fabricante.

Por outro lado, o professor tem de retificar uma informação que deu: segundo o guia, um erro de 10% do fabricante, equivale a uma indicação de ± 10%. Sería bom encontrar outra referência sobre isto.

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Relatório 5, Jaqueline Nota = 8 :

(1) ; (7) ; (2)

(5) (não ficou bem explícito).

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Relatório 6, Carlos Eduardo Nota = 6 :

(1)  ; (5)

(14) De quem é o caderno? Não pode ter um caderno único para o grupo todo, cada aluno deve ter o seu mesmo que o trabalho seja em conjunto.

(15) Diz que a diferença de potencial U é a diferença de energia potencial, sem considerar que deve ser dividido pelo valor da carga.

(16) Diz "as barras de erro do gráfico terão o mesmo tamanho para cada ponto", sendo que na medida que temos valores menores e mudamos o alcance para escalas menores, temos menos erro.