VÍDEO DO PROJETO

O vídeo feito pela equipe tem o intuito de mostrar alguns momentos da elaboração e construção do projeto, demonstrando a participação dos integrantes em diferentes etapas que ocorreram tanto no laboratório de física quanto no TheoPrax.

MONTAGEM DO CIRCUITO

Figura 01. Integrante desencapando o fio

Fonte: Autoria Própria.

Figura 02. Integrante medindo resistência do extensômetro

Fonte: Autoria Própria.

Figura 03. Integrante montando circuito

Fonte: Autoria Própria.

Nesta etapa do projeto, foi iniciada a montagem do circuito. Foi testada a funcionalidade do extensômetro, medindo a resistência que este fornecia, com a utilização do multímetro na função adequada. Posteriormente, com o intuito de entender a funcionalidade da ponte de wheatstone, realizou-se com a prática para a construção da mesma. Analisando os dados coletados, decidimos quais resistores seriam mais apropriados para a montagem da ponte.

O extensômetro foi colado a barra de alumínio para a montagem do circuito, utilizando uma pequena quantidade de cola super bonder, para que pudessem ser soldados os fios do circuito no extensômetro. Entretanto, devido ao pequeno tamanho do extensômetro, a soldagem dos fios se tornou bastante complicada e neste processo o extensômetro foi danificado, perdendo sua funcionalidade.    

COMPRA DE MATERIAIS

Para a construção do projeto fez-se necessária a compra de alguns materiais fundamentais para a composição do mesmo. A seguir mostraremos uma tabela a qual ilustra os materiais adquiridos até então baseados no (Quadro 01.Lista de materiais necessários com suas especificações) já mostrado em uma das postagens anteriores.

Quadro 02. Custos dos materiais até então utilizados.

Material	Quantidade	Especificações	Custo/Unidade (R$)
Placa de mármore/granito	5 unidades	10 cm x 10 cm x 2 cm	0,00
Barra de alumínio	1 metro	100 m x 5 cm x 3 mm	11,40
Parafuso de rosca soberba	2 unidades	Ø 3 mm ou 4 mm	2x 0,60
Bucha	2 unidades	Ø 5 mm	2x 0,40
Extensômetro	1 unidade	360 𝛺 (ohms)	8,99+(22,90 frete)
Massa adesiva plástica	400g	-	14,90

                                                                                                                        Total = R$ 60,19

Com os materiais em mãos inicializou-se a construção do projeto. Tendo em vista que alguma modificações ou aprimoramentos podem ser inseridos no orçamento até a conclusão do projeto.

FABRICAÇÃO DO PROTÓTIPO

Bem vindos de volta leitores!

Nesta semana, demos início a montagem do nosso projeto, para isso visitamos uma das instalações do Senai Cimatec, o laboratório de TheoPrax. Com ajuda do supervisor Gilson colamos as cinco placas de granito para montar a base do sistema, furamos a barra de alumínio e a base de mármore e aparafusamos a a barra de alumínio na base. Algumas fotos do processo podem ser observadas logo abaixo:

Figura 01 Integrante furando placa de alumínio com auxílio do supervisor

Fonte: Elaborada pelo autor

Figura 02. Integrante medindo dimensões da placa de alumínio

Fonte: Elaborada pelo autor

Figura 03. Integrante aplicando colando base de mármore

Fonte: Elaborada pelo autor

MODELO GRÁFICO 3D

Olá!

Nesta última semana de trabalho nossa equipe realizou algumas pesquisas de preço, como previsto no cronograma, a partir de uma lista de materiais definida:

Quadro 01. Lista de materiais necessários com suas especificações

QUANTIDADE	MATERIAL	DIMENSÕES/ESPECIFICAÇÕES
5	Placa de mármore/granito	10 cm x 10 cm x 2 cm
1	Barra de alumínio	100 m x 5 cm x 3 mm
2	Parafuso de rosca soberba	Ø 3 mm ou 4 mm
2	Bucha	Ø 5 mm
1	Extensômetro	-
2	Resistor fixo	-
1	Resistor variável	-
1	Pilha A	-
1	Massa adesiva plástica c/ catalisador	400 g

Nossa equipe, durante a pesquisa, conseguiu de forma gratuita adquirir as 5 placas de mármore na loja Granluz que fica em Lauro de Freitas. A vendedora, Paloma, se dispôs a contribuir conosco desde que se tratava de um projeto acadêmico. Porém, apesar de iguais entre si, essas placas não são perfeitamente quadradas (ver figura 01). Logo, conversamos com o professor e ele, notando que a diferença entre os lados era pequena, liberou que utilizássemos estas placas. Afinal, o que importa é que elas possam formar um suporte firme e pesado.

Como o modelo 3D já havia sido confeccionado, após a aquisição destas placas, precisamos somente realizar algumas modificações nas dimensões do suporte e, por enquanto, nosso modelo gráfico está da seguinte forma (ver figura 01):

Figura 01. Modelo 3D do protótipo (sem o circuito elétrico)

Confeccionado no SkecthUp

Figura 02. Rascunhos do projeto feitos durante uma discussão em grupo

**Correção: "EXTENSOR" é na verdade "EXTENSÔMETRO".**

TEORIA ENVOLVIDA

Com intuito de se obter conhecimentos sobre o funcionamento dos circuitos elétricos assim como fenômenos derivados deste para planejar e garantir o pleno funcionamento do nosso projeto, se reuniu a seguintes informações a partir de buscas na literatura.

Uma corrente elétrica pode ser expressa com base na velocidade em que as cargas se movem no corpo condutor, dentro desse conceito temos a densidade de corrente, que é definida como “A corrente que flui por unidade de área” (Young, 2009), esse aspecto vai depender do campo elétrico que ali tem influência e das propriedades do material analisado, a dependência dessas duas particularidades são analisadas na maioria dos materiais com o objetivo de qualificar a corrente elétrica no mesmo, porém, em alguns materiais, a uma temperatura constante, a densidade de corrente é diretamente proporcional ao campo elétrico, tal relação é chamada de lei de Ohm que abrange o comportamento da resistência elétrica especialmente dos metais, que em sua grande maioria atuam de acordo com a lei.

Com esse conceito em mente pode-se classificar os tipos de resistores, que são componentes usados para limitar a corrente elétrica em circuitos, como Ôhmicos e não Ôhmicos de modo que os resistores Ôhmicos são aqueles em que a os valores da corrente elétrica que por eles passam é diretamente proporcional a tensão elétrica aplicada enquanto os não Ôhmicos observa-se que a medida que há um aumento no diferencial de potencial aplicado os valores da corrente não variam proporcionalmente (HALLIDAY, volume 3, 5ª Edição).

A partir da primeira lei de Ohm obtemos a resistência que um certo material oferece à passagem de corrente elétrica a partir da corrente e tensão aplicada, observando agora a segunda lei de Ohm examina-se quais fatores influenciam a resistência elétrica. Temos como principais fatores ditadores a geometria do material condutor, ou seja o seu comprimento e espessura, e de sua resistividade.

A espessura e comprimento afetam de modo que  a resistência elétrica do condutor será diretamente proporcional ao comprimento dele e inversamente proporcional à sua espessura, assim  se pegarmos, por exemplo, dois fios condutores de mesmo material e a mesma temperatura porém com espessuras ou comprimentos diferentes entre si e comparamos, obteremos resistências diferentes.

Definindo agora a resistividade, característica tão importante quanto a geometria do condutor, é a propriedade que define o quanto um certo material vai resistir à passagem de corrente elétrica sendo assim o oposto da condutividade de um material (YOUNG, volume 3, 12ª edição). A resistividade irá mudar de acordo com o material utilizado sendo assim se compararmos, por exemplo, dois fios condutores de mesma espessura e comprimento porém de diferentes materiais obteremos diferentes resistências o que exemplifica as diferentes resistividades. Também há mudança da resistividade com a temperatura que o condutor é submetido, “ À medida que a temperatura aumenta, os  íons do condutor vibram com amplitude mais elevada, aumentando a probabilidade  das colisões dos elétrons com os íons. Isso dificulta o arraste dos elétrons através do condutor  e, portanto, faz diminuir a corrente” (YOUNG, 2009).

Diante das informações que explicam as características assim como o funcionamento de resistores podemos associa-lo com circuitos, sendo este um dos principais elementos que compõem um circuito elétrico, estas peças que tem a capacidade de dificultar a passagem de corrente elétrica transformando parte dela em energia térmica e deste modo proporcionando uma queda na diferença de potencial entre seus terminais (HALLIDAY, volume 3, 9ª edição), ou seja,  eles podem ser utilizados, por exemplo, quando queremos obter uma tensão diferente da disponível ou criar diferentes valores para a corrente ao longo do circuito, para isso basta organizar os resistores de forma adequada ao comportamento desejado ao circuito, formando assim uma associação de resistores.  A associação de resistores pode possuir 3 configurações gerais: em série, em paralelo ou mista. Cada uma delas vai garantir ao circuito um diferente comportamento em relação à corrente que ali circula, à tensão aplicada e resistência equivalente da associação.

Uma associação de resistores em série se caracteriza por possuir a mesma corrente elétrica em todas as resistências, a soma das diferenças de potencial das resistências é igual à diferença de potencial aplicada e sua resistência equivalente será igual a soma das resistência de todos os resistores envolvidos (HALLIDAY, volume 3, 9ª edição).

Uma associação em paralelo por sua vez se caracteriza pela soma das correntes em cada resistor ser igual à corrente aplicada inicialmente, possuir a tensão aplicada em cada resistor igual a tensão que foi aplicada ao circuito e por fim sua resistência equivalente é igual a soma dos inversos das resistências de cada resistor individualmente (HALLIDAY, volume 3, 9ª edição). A corrente em cada resistor é inversamente proporcional a resistência de cada um.

Figura 01. Representação Ponte de Wheatstone

Fonte: Site MSPC

A ponte de Wheatstone, representado pela figura 1, é um equipamento idealizado com objetivo de se obter a resistência de um resistor desconhecido a partir do uso de outros três resistores com resistência conhecida, sendo um destes um resistor com resistência variável, um gerador e um voltímetro. O funcionamento do equipamento dá-se pela regulagem do valor da resistência variável, com ela procura-se fazer com que o voltímetro no centro do circuito apresente valor nulo de diferença de potencial, quando se obtém este valor alvejado, utiliza-se das relações existentes quanto a associação de resistores citadas anteriormente para determinar-se a resistência do equipamento desconhecido. Com uso das relações obtemos que a resistência a ser determinada se dá pela seguinte equação: 

Referências:

• HALLIDAY, RESNICK, WALKER. Fundamentos de Física. Vol. 3. 9 ed. Editora LTC, 2009

• YOUNG, H. e R. FREEDMAN. Física. Vol III. 12 ed. Editora Pearson/Wesley, 2009

• Disponível em <http://www.mspc.eng.br/elemag/celetr0250.shtml>. Acesso em abr. 2017

PLANO DE TRABALHO

Olá!

Para organizarmos como o projeto será desenvolvido, construímos um plano de trabalho contendo uma listagem de etapas e atividades a serem realizadas até a conclusão do projeto.

ETAPAS

        1.    Blog; *

        2.    Embasamento teórico;

        3.    Modelo gráfico 3D;

        4.    Materiais necessários;

        5.    Orçamento;

        6.    Fabricação do protótipo;

        7.    Testes;

        8.    Vídeo do YouTube;

        9.    Apresentação final.

*Administração do blog será feita durante todas etapas.

ATIVIDADES A SEREM REALIZADAS (por etapa)

        1.    Blog:

                      i.        Criação do Blog;

                     ii.        Postagem 01: Apresentação da equipe e do projeto;

                    iii.        Postagem 02: Plano de trabalho;

                    iv.        Postagem 03: Teoria envolvida;

                     v.        Postagem 04: Modelo gráfico 3D;

                    vi.        Postagem 05: Compra de materiais;

                   vii.        Postagem 06: Fabricação do protótipo;

                  viii.        Postagem 07: Vídeo.

        2.     Embasamento teórico:

                      i.        Pesquisa sobre a teoria envolvida I:

·   Extensômetro;

·   Circuitos elétricos.

                     ii.        Pesquisa sobre a teoria envolvida II:

·   2ª Lei de Ohm;

·   Resistência elétrica.

                    iii.        Pesquisa sobre a teoria envolvida III:

·   Ponte de Wheatstone;

·   Resistividade.

                    iv.        Pesquisa sobre a teoria envolvida IV:

·   Tensão em barras;

·   Condutibilidade elétrica.

        3.    Modelo gráfico 3D:

                      i.        Desenho do protótipo no papel especificando dimensões;

                     ii.        Desenho do modelo gráfico do protótipo;

                    iii.        Modificações no modelo gráfico (se necessárias).

        4.    Materiais necessários:

                      i.        Escolha dos materiais a serem utilizados;

                     ii.        Definição da lista dos materiais necessários especificando dimensões.

        5.    Orçamento:

                      i.        Pesquisa de preço dos materiais em suas dimensões especificadas;

                     ii.        Escolha dos locais de compra;

                    iii.        Confecção do orçamento incluindo gastos com deslocamento.

        6.    Fabricação do protótipo:

                      i.        Compra de materiais;

                     ii.        Fabricação do protótipo - Parte I:

·   Suporte.

                    iii.        Fabricação do protótipo - Parte II:

·   Chapa metálica;

·   Extensômetro.

                    iv.        Fabricação do protótipo - Parte III:

·   Circuito elétrico.

                     v.        Captura de fotos e vídeos.

        7.    Testes

                      i.        Teste do protótipo:

·   Dimensões;

·   Estabilidade da estrutura;

·   Flexão da barra;

·   Extensômetro;

·   Circuito elétrico.

                     ii.        Captura de fotos e vídeos;

                    iii.        Modificações no protótipo (se necessárias).

  

        8.    Vídeo do YouTube:

                      i.        Edição de vídeo;

                     ii.        Postagem do vídeo no YouTube.

        9.    Apresentação final:

                      i.        Confeccionar apresentação em slide;

                     ii.        Entrega de um pen drive contendo slide e vídeo postado no YouTube.

E então, com este plano estabelecido, montamos o cronograma a seguir: