Explique como variações de temperatura em um fio de cobre alteram sua resistência elétrica, a corrente e a…

Questão

Explique como variações de temperatura em um fio de cobre alteram sua resistência elétrica, a corrente e a potência dissipada em um circuito alimentado por tensão constante V. Proponha um experimento para medir a dependência R(T), indicando grandezas a medir, equações usadas (com unidades SI) e como estimaria o coeficiente de temperatura do material.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

A resistência de um condutor aumenta com a temperatura segundo R(T) = R_0·[1 + a·(T - T_0)], onde a é o coeficiente de temperatura (ºC?¹) e R_0 é a resistência em T_0. Com V constante, I = V / R(T) diminui quando R aumenta; a potência fornecida pela fonte P = V² / R(T) também diminui com maior R. Para medir R(T): montar circuito com fonte DC constante V (V em volts), medidor de corrente I (A) e termômetro para T (ºC). Medir V e I assegurando V constante; calcular R = V / I (O) para várias T. Ajustar R(T) linearmente para obter R_0 e a pela relação a = [R(T) - R_0] / [R_0·(T - T_0)]. Considerações experimentais: usar resistência longa de cobre bem isolada termicamente para controlar T, variar T gradual (banho térmico ou aquecedor controlado), registrar incertezas em V, I e T; verificar faixa onde aproximação linear é válida. Unidades: R em O, V em V, I em A, T em ºC, P em W.

Explicação

A explicação aborda a relação entre temperatura e resistência elétrica, utilizando a equação apropriada que relaciona essas variáveis. Além disso, propõe um experimento prático com medições e cálculos claros, permitindo a determinação do coeficiente de temperatura do material. As considerações experimentais garantem a precisão e a validade dos resultados obtidos.

Raio-X da questão

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