Experiências de Fusíveis

Sobrecorrentes e curtos-circuitos podem ocasionar incêndios e destruição de equipamentos eletroeletrônicos, e os fusíveis foram desenvolvidos para protegê-los dessas ocorrências.

Conforme mostrado no Capítulo de Fusíveis, a corrente de fusão dos condutores elétricos depende do diâmetro e do material do fio.

Objetivo

Investigar a fusão de metais pela corrente elétrica.

Trabalho Preparatório

Assista e comente o vídeo abaixo.

Descrição

1. Medir as dimensões dos fios
2. Medir tensão, corrente e temperatura em fios condutores.

Materiais

Painéis:

P1.6    Combinações
Fonte de alimentação CC 12 A 

Medidores:

2 Multímetros digitais

1 Ohmímetro

1 Paquímetro

1 Micrômetro

Acessórios:

2 Parafusos de conexão

Fios WM 50 e Cu 

Fios de conexão

Diagrama

Experiência

1. Prenda um pedaço de fio prateado com comprimento entre 3 cm e 5 cm entre os conectores.
2. Meça o comprimento exato do fio entre os conectores com um paquímetro.
3. Meça o diâmetro do fio em diversos pontos com o micrômetro.
4. Meça o valor da resistência com o Micro Ohmímetro.
5. Calcule o valor da resistividade do material a partir das medições realizadas.
6. Determine o material do fio.
7. Estime o valor da corrente que romperá o fio utilizando a Lei de Preece.
8. Meça a temperatura ambiente.
9. Aumente gradativamente a tensão até que o fio fique rubro e meça 10 pontos de tensão e corrente entre 0 e ponto de rubro. ¹  
10. Comece a filmar com o celular a experiência mostrando o fio, o voltímetro e o amperímetro.
11. Aumente a corrente em 10 intervalos entre a corrente de rubro medida e a corrente de ruptura estimada, registrando os valores de tensão e corrente, até que o fio se rompa.
12. A partir do vídeo, determine a tensão e corrente de ruptura.
13. Repita a experiência com fio dourado.

Apresentação dos Resultados

1. Faça tabelas com os valores medidos indicando a precisão.
2. Calcule a área da superfície do fio.
3. Calcule a resistência e resistividade do fio para todos os pontos medidos.
4. Calcule a constante de Preece do material a partir dos dados medidos na ruptura do material.
5. Calcule a constante de Preece do material no ponto de rubro.
6. Faça gráfico da tensão em função da corrente medida.
7. Faça gráfico da resistência em função da corrente medida.
8. Faça gráfico da potência em função da corrente medida.
9. Faça gráfico da temperatura em função da potência medida, considerando a resistência medida com ohmímetro na temperatura ambiente, a resistência no ponto rubro na temperatura de Drapper, e a resistência de rompimento na temperatura de fusão e vaporização.

Análise de Resultados

1. Como a resistência se comportou com relação à corrente?
2. Como a resistência se comportou com relação à potência?
3. Como a resistência se comportou com relação à temperatura?
4. Como a resistividade se comportou com relação à temperatura?
5. Compare a constante de Preece medida na fusão e no ponto de Drapper com a teórica.
6. Comente as diferenças entre a essa experiência e a feita no vídeo.

Conclusões

Formule hipóteses e modelos para explicar os resultados.