04 associação de resistores

Ciências da Natureza e suas tecnologias - FÍSICA

Ensino Médio, 3ª Série

ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES

FÍSICA, 3ª Série do Ensino Médio Associação de Resistores

APRESENTAÇÃO

Estudaremos neste tópico, os resistores,

elementos de circuito, cuja função exclusiva é

efetuar a conversão de energia elétrica em

energia térmica. Faremos, ainda, análises das

diferentes maneiras de associá-los, bem como

as aplicações do efeito Joule. (1)

http://dc429.4shared.com/doc/8JHq5psV/preview.html



Alguns nomes importantes na Eletrodinâmica:

1. George Simon Ohm;

2. Gustav Kirchhoff;

3. Thomas Alva Edison;

4. Luigi Galvani;

5. Alessandro Volta;

6. André-Marie Ampère.


Você sabe como?

Ligar uma lâmpada de tensão 110V em uma rede de 220V sem que ela queime?


RESISTOR

É todo elemento de circuito, cuja função exclusiva

é efetuar a conversão de energia elétrica em energia

térmica. (2) O fenômeno da transformação de energia

elétrica em energia térmica é denominado efeito térmico

ou efeito Joule.

• Símbolo do resistor:


Imagem: SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de

Autor Desconhecido.

http://www.prof-leonardo.com/downloads/res_eletrod.pdf



LEI DE OHM

A lei de Ohm estabelece a lei de dependência entre a causa (a ddp U) e o efeito (intensidade de corrente elétrica i ) para um resistor:


OHM, Georg Simon (1787-1854), físico alemão. É conhecido pelos

trabalhos sobre corrente elétrica, expostos em sua Teoria Matemática

dos Circuitos Elétricos (1827), em que apresentou a noção de

resistência elétrica e a lei que leva o seu nome.

U = Ri

RESISTOR ÔHMICO

É o resistor que obedece à Lei de Ohm, isto é, U é

diretamente proporcional a i (ou seja, R é constante para

um dado resistor, mantido à temperatura constante).

Curva característica de um resistor ôhmico:


Imagem: SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido.


POTÊNCIA ELÉTRICA DISSIPADA POR UM RESISTOR

Um resistor transforma toda a energia elétrica recebida de um circuito em energia térmica; daí ser usual dizer que um resistor dissipa a energia elétrica que recebe de um circuito. Assim, a potência consumida por um resistor é dissipada.

R

URiUiPot

²²

RESISTIVIDADE

A experiência mostra que a resistência elétrica de um

resistor depende do material que o constitui, de suas

dimensões e de sua temperatura.

A resistência R de um resistor em forma de fio, de

comprimento L e a área de seção transversal A, é dada por:

Onde, ρ é a resistividade do material.


A

LR

Imagem

: S

EE

-PE

,

redesenhado a

part

ir d

e

imagem

de A

uto

r

Desconhecid

o.


Variação da resistividade e da resistência com a temperatura:

em que: α é o coeficiente de temperatura.

)].(1[ )].(1[ RR

APLICAÇÕES DO EFEITO JOULE

O efeito Joule, embora seja um inconveniente nas máquinas elétricas e nas linhas de transmissão, por representar perda de energia elétrica, tem grande utilidade em aquecedores elétricos em geral: ferro elétrico, chuveiro elétrico, fusíveis e lâmpadas incandescentes.


Reostatos

São resistores cuja resistência elétrica pode ser variada.




Fusíveis

São dispositivos cuja finalidade é

assegurar proteção aos circuitos elétricos.

Sendo constituídos essencialmente de

condutores de baixo ponto de fusão, como

chumbo e estanho, que, ao serem

atravessados por corrente elétrica de

intensidade maior do que um determinado

valor, se fundem.


Os fusíveis devem ser colocados em série

com os aparelhos de um circuito. Abaixo

temos alguns tipos:

a) fusível de rosca;

b) fusível de cartucho;

c) representação de fusível em circuito.

Imagem

: S

EE

-PE

, re

desenhado a

part

ir

de im

agem

de A

uto

r D

esconhecid

o.

Você sabe por quê?

É comum ouvir-se falar, em noticiários, que esse ou aquele incêndio foi provocado por um curto-circuito. Considerando que o curto-circuito não causa danos ao aparelho em que ocorre, por que ele pode ser acusado de causador de incêndios?



Curto-circuito Provoca-se um curto-circuito entre dois pontos de um circuito, quando esses pontos são ligados por um condutor de resistência elétrica desprezível.

Imagem

: S

EE

-PE

, re

desenhado a

part

ir d

e

imagem

de A

uto

r D

esconhecid

o.

VOCÊ SABIA?

Modernamente, nos circuitos elétricos de

residências, edifícios e indústrias, em vez de

fusíveis utilizam-se dispositivos que têm base

no efeito magnético da corrente elétrica e são

denominados disjuntores.

Mas, afinal de contas, o que são

disjuntores?


(2)

http://www.geocities.ws/afonsobejr/disjuntores.html

Disjuntor é uma chave magnética

que se desliga automaticamente, quando

a intensidade da corrente elétrica

ultrapassa o valor limite do dispositivo.

A sua função é proteger o circuito

elétrico no qual está inserido.


RESISTOR EQUIVALENTE

Inúmeras vezes tem-se necessidade de um

valor de resistência diferente dos valores fornecidos

pelos resistores de que dispomos; outras vezes, deve

atravessar um resistor corrente maior do que aquela

que ele normalmente suporta e que o danificaria.

Nesses casos, deve-se utilizar uma associação de

resistores.

Em qualquer associação de resistores,

denomina-se resistor equivalente o resistor que faria

o mesmo que a associação.(3)


http://www.suporteeducacional.com.br/aprovar/ano06/_arquivos/apostila/Aprovar_ano06_livro03_009.pdf



ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES

Os resistores podem ser associados

basicamente de duas formas: série e paralelo.

GRAMÁTICA DA FÍSICA !

De acordo com o dicionário Aurélio da Língua

Portuguesa, associação significa combinação ou

união.


Associação em série

Vários resistores estão associados em série, quando são

ligados um em seguida do outro.



Na associação em série...

• Todos os resistores são percorridos pela

mesma corrente elétrica.

• As potências elétricas dissipadas são

diretamente proporcionais às respectivas

resistências(1).





• A resistência equivalente é igual à soma das resistências associadas:

• A ddp total é a soma das ddps parciais:


RRRRs 1 2 3

UUUU 1

2

3

R1

R2

R3

i

-

i1 i2 i3

teconsiiii tan321

R1

R2

R3

i

-

i1 i2 i3

321 UUUU

R1

R2

R3

i

-

i1 i2 i3

321. RRReqR

RESUMO

ASSOCIAÇÃO EM SÉRIE

I=CONSTANTE U=U1+U2+U3 Req=R1+R2+R3

Associação em paralelo

Vários resistores estão associados em paralelo, quando são ligados pelos terminais.



• Todos os resistores estão submetidos à mesma ddp.

• A intensidade de corrente total é igual à soma das

intensidades de correntes nos resistores associados:

• O inverso da resistência equivalente é igual à soma

dos inversos das resistências associadas:

• As potências elétricas dissipadas são inversamente

proporcionais às respectivas resistências.(3)


321 iiii

321

1111

RRRRp




R1

R2

R3

U+ -

R1

R2

R3

U+ -

U = U1 = U2 = U3 = CONSTANTE

R1

R2

R3

U+ -

321 iiii

R1

R2

R3

U+ -

321

1111

RRRReq


RESUMO

ASSOCIAÇÃO EM PARALELO

U = constante I = i1 + i2 + i3 1/Req=1/R1+1/R2+1/R3


Associação de dois resistores em

paralelo

R1

R2

U+ -

21

21.

RR

RRReq

Associação de n resistores iguais

em paralelo

R

R

R

R

n

RReq

Está na hora de praticar o que aprendemos!

01. A figura abaixo ilustra uma situação que trata da realidade de milhares de brasileiras. Tendo em vista a instalação dos eletrodomésticos presentes na situação, de que forma eles estão instalados? Em série ou paralelo? Justifique sua resposta.


Imagem

: W

om

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ain

02. Considere duas situações. Na situação A, uma lâmpada é conectada a uma bateria, que fornece uma ddp constante, e, na situação B, duas lâmpadas iguais são conectadas em série à mesma bateria. Comparando-se as duas situações, na situação B, a bateria provê:

a) a mesma luminosidade. b) maior intensidade de corrente. c) menor intensidade de corrente. d) maior luminosidade. e) menor tensão.


Imagem: SEE-PE, redesenhado a partir de

imagem de Autor Desconhecido.

(4)

http://professor.bio.br/fisica/provas_questoes.asp?section=Eletricidade&curpage=39

03. Duas lâmpadas incandescentes, cuja tensão nominal é

de 110V, sendo uma de 20W e a outra de 100W, são

ligadas em série em uma fonte de 220V. Conclui-se que:

a) as duas lâmpadas acenderão com brilho normal.

b) a lâmpada de 20W apresentará um brilho acima do

normal e logo queimar-se-á.

c) a lâmpada de 100W fornecerá um brilho mais intenso

do que a de 20W.

d) a lâmpada de 100W apresentará um brilho acima do

normal e logo se queimará.

e) nenhuma das lâmpadas acenderá.


(4)

http://professor.bio.br/fisica/provas_questoes.asp?section=Eletricidade&curpage=39

04. Um fio A tem resistência elétrica igual a duas vezes a resistência elétrica de um outro fio B. Sabe-se que o fio A tem o dobro do comprimento do fio B e sua seção transversal tem raio igual à metade do raio da seção transversal do fio B. A relação entre a resistividade do material do fio A e a resistividade do material do fio B é:

a) 0,25.

b) 0,50.

c) 0,75.

d) 1,25.

e) 1,50.


(5)

http://www.fisicaevestibular.com.br/exe_elt_4.htm

05. Quando se submete o sistema representado na figura, há uma diferença de potencial elétrico de 14V entre os pontos A e B. O resistor que dissipa maior potência é o de:



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