Como medir a resistência de um pedaço de fio?

Hmm, seu experimento parece uma boa ideia, mas acho que “será muito mais difícil do que você” está imaginando. A resistência dos fios é muito baixa. Afinal, eles são projetados para conduzir! Verifique esta tabela . O fio de 30 calibres tem uma resistência de $ 0,1 \: \ Omega / \ mathrm {ft} $, que está bem abaixo do que um multímetro típico pode ler.

Além disso, como a resistência é tão baixa, uma fonte muito grande O erro será o quão bem as pontas de prova do multímetro estão conectadas ao fio. Você provavelmente acabará medindo a resistência no ponto de contato tanto quanto a resistência do fio.

Uma maneira de ajudar é medir fios muito longos. Se você conseguir fio, algumas centenas metros de comprimento, a resistência do fio começará a ser alta o suficiente para que medições significativas possam ser feitas, apesar do erro experimental.

Comentários

• Em vez de usar uma longa bobina de fio, usando um com uma resistência relativamente alta como nicrómio (usado em elementos de aquecimento) funcionaria bem?
• @DanNeely: sim, nicrómio deve funcionar bem.

Como outros observaram, o grande problema é colocar a resistência do fio na faixa em que seu multímetro possa medi-la com precisão. Para isso, a abordagem simples é tornar os fios o mais longos e finos que você puder para maximizar a resistência.

Dito isso, outra coisa que você pode fazer é melhorar t precisão de suas medições, por ex. usando detecção de quatro terminais , a.k.a. Medição de resistência Kelvin . Para isso, você “precisará passar uma corrente pelo fio e medir tanto a corrente quanto a queda de tensão nele:

^{Fonte da imagem: Tudo sobre circuitos vol. I, capítulo 8.9}

Este arranjo permite que você exclua quaisquer fontes adicionais de resistência ao longo do caminho da corrente, como os contatos entre os terminais da fonte de tensão e o fio, da medição de resistência. Observe que, embora o circuito mostrado acima inclua um voltímetro e um amperímetro separados, você também pode substituir o amperímetro por um resistor de derivação com uma resistência conhecida e meça a tensão através dele, como nos circuitos mostrados na parte inferior da página vinculada acima . Isso permitiria que você fizesse a medição usando apenas um único voltímetro . Como um bônus, o resistor shunt também serviria para limitar a corrente em todo o circuito.

Aviso: Nunca conecte uma fonte de tensão, como uma bateria ou uma fonte de alimentação de laboratório simples, diretamente através de um fio de baixa resistência. Isso criará um curto-circuito, podendo causar o superaquecimento do fio ou da fonte de alimentação. Em vez disso, sempre inclua um resistor de tamanho apropriado em série com a fonte de alimentação para manter a corrente em um nível razoável.

Para uma medição de resistência ainda mais precisa , você poderia configurar um circuito de ponte , como a ponte de Wheatstone básica mostrada aqui:

^{Fonte da imagem: Tudo sobre circuitos vol. I, capítulo 8.10}

Tais circuitos podem permitir medições de resistência muito precisas, comparando a resistência a ser medida com resistores de valores conhecidos. Em particular, para medir baixas resistências, você pode querer dar uma olhada no circuito Kelvin Double Bridge descrito mais abaixo na página vinculada.

O fio normalmente tem resistência muito baixa, então o que você provavelmente acabará medindo é a resistência de contato. Ou seja, a resistência entre as pontas de prova do multímetro e o próprio fio pode ter mais resistência do que o seu fio e obscurecê-lo.

Minha sugestão para a parte dependente da temperatura seria medir a resistência do fio com ele em água fervente e água gelada, para dois pontos de referência fáceis.

Comentários

• A maior parte da água da torneira (água ionizada) conduz eletricidade muito bem. Poderia trinta metros de fio enrolado em água fervente introduzir condutividade adicional suficiente para ser estatisticamente significativo para o experimento?
• @BrandonEnright para comparação: algum tempo atrás eu fiz um experimento colocando um par de fio de 220 V em água salgada (em um copo de 1 l) e olhando para a eletrólise. Quando coloquei um LED verde nele, vi um brilho verde – nem mesmo laranja, como seria no caso de sobrecorrente. Claro, movê-lo para mais perto de fios tornava um brilho laranja. Agora compare com o que eu ‘ d ver se conectei o LED diretamente ao fio 220V. Portanto, ‘ concluo que a água da torneira não é significativamente condutiva em comparação com o fio de metal.
• @Ruslan os pinos de um LED são muito próximos. O fato de haver um potencial $ \ sim 3 \: \ mathrm {V} $ entre eles na água sugere que corrente suficiente está fluindo através da água para lançar um teste de precisão do fio ‘ s resistência.
• @BrandonEnright: Então, use fio isolado?

Fiz uma experiência semelhante este ano para meu trabalho final de ciências. Usamos um transformador que continha duas longas bobinas de fio de cobre no interior, de comprimentos (10m e 750m) e espessuras diferentes. Abra o transformador e retire as bobinas. Defina seu multímetro para ohms e toque os contatos em cada extremidade de cada uma das bobinas (temos 2,2 ohms e 1500 phms, respectivamente). Como as bobinas de fio no transformador são isoladas, você pode colocar as bobinas em água gelada / fervente com as pontas para fora. Meça a resistência agora e você deve notar a diferença.

Conseguimos nosso resistor de 1,5k ohm até 3k + ohm indo de 25C a 100C.

Esse é o processo correto, mas você vai querer um multímetro que leia até a faixa de 0,1 $ \ Omega $, algo que o multímetro vinculado à Amazon não pode fazer.

A maioria dos termômetros domésticos tem um máximo de cerca de 110 $ ^ \ circ $ F, então se você planeja aumentar a temperatura para mais do que isso, você vai querer algo diferente, algo como este termômetro a laser (link da Amazon).

Comentários

• A ” termômetro de doces ” que você pode comprar em qualquer supermercado também vai muito acima de 110 F. Pode não dar a precisão necessária, mas ‘ é barato e fácil de obter com pressa.

Normalmente, um fio com maior resistividade somos nós ed, por exemplo Constantan. Então veja o experimento aqui .

Comentários

• Olá, Music Stu, link – apenas as respostas, especialmente aquelas diretamente para um PDF, são mal vistas. Você pode atualizar sua resposta para incluir mais detalhes para que o PDF não seja ‘ estritamente necessário?