U = R.I. Prof.: Geraldo Barbosa Filho AULA 06 CORRENTE ELÉTRICA E RESISTORES 1- CORRENTE ELÉTRICA

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1 AULA 06 CORRENTE ELÉTRICA E RESISTORES 1- CORRENTE ELÉTRICA Movimento ordenado dos portadores de carga elétrica. 2- INTENSIDADE DE CORRENTE É a razão entre a quantidade de carga elétrica que atravessa a secção transversal de um condutor num determinado intervalo de tempo. [i] = Coulomb / Segundo =Ampere (A) 3- GRÁFICO CORRENTE VERSUS TEMPO A dificuldade que o resistor apresenta à passagem da corrente elétrica é chamada de resistência elétrica R. 6- PRIMEIRA LEI DE OHM Quando um resistor é submetido a uma tensão elétrica (U), uma corrente elétrica de intensidade (i) passa pelo mesmo. Ohm verificou que para uma mesma temperatura a tensão elétrica (U) e a corrente elétrica (i) são diretamente proporcionais e a constante de proporcionalidade entre as duas grandezas é a resistência elétrica (R). U = R.I 7- CURVA CARACTERÍSTICA Neste gráfico da corrente elétrica versus tempo a área é numericamente igual à carga elétrica. 4- TENSÃO ELÉTRICA (U) Para que haja movimento ordenado dos portadores de cargas elétricas, ou seja, corrente elétrica, há consumo de energia, evidentemente energia elétrica. O elemento de circuito que fornece energia elétrica ao circuito é chamado de gerador. Define-se tensão elétrica (U) a grandeza que nos informa a quantidade de energia elétrica que o gerador fornece para uma certa quantidade de carga que o atravessa. [U] = Joule / Coulomb = Volt (V) Uma tomada de sua casa tem tensão 220V, significa dizer que a mesma fornece 220 joules de energia elétrica para cada Coulomb de carga que a atravessa. 5- RESISTORES 8- SEGUNDA LEI DE OHM De acordo com a primeira lei de Ohm a resistência elétrica de um resistor não depende da tensão nele aplicada. A resistência elétrica de um resistor é diretamente proporcional ao seu comprimento (L) e inversamente proporcional à área da secção transversal (A) e depende do material que é feito o resistor. A dependência do material é expressa pela grandeza ρ chamada resistividade. Resistor é um elemento de circuito que transforma energia elétrica exclusivamente em energia térmica (Efeito Joule ou Efeito Térmico).

2 9- ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES EM SÉRIE. a) Todos os resistores são percorridos pela mesma corrente elétrica.(i 1 = i 2 = i 3 = i ) b) A tensão total é a soma das tensões de cada resistor. ( U = U 1 + U 2 + U 3 ) c) A resistência equivalente é a soma das resistências de cada resistor. ( R S = R 1 + R 2 + R 3 ) 10- ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES EM PARALELO. a) Todos os resistores estão sob mesma tensão. ( U 1 = U 2 = U 3 = U) b) A intensidade da corrente total é soma das intensidades das correntes de cada resistor. ( i = i 1 + i 2 + i 3 ) c) O inverso da resistência equivalente é igual a soma do inverso de cada resistência associada. Se somente dois resistores estiverem associados à resistência equivalente é igual ao produto das resistências dividido pela soma das mesmas. EXERCÍCIOS QUESTÃO 01 1-Corrente elétrica em um condutor é o movimento ordenado das suas cargas livres, devido à ação de um campo elétrico estabelecido em seu interior pela aplicação de uma ddp entre dois pontos desse condutor. 2- Intensidade média da corrente elétrica no condutor é a quantidade de carga que atravessa uma secção transversal do condutor na unidade de tempo. 3- Um condutor, isto é, uma substância que apresenta cargas livres, pode ser sólido, líquido ou gasoso. 4- Nos condutores sólidos, líquidos e gasosos, as cargas livres são sempre os elétrons. 5- Um fio condutor apresenta uma corrente de 1 A, quando em cada segundo a quantidade de carga de 1C passa por uma secção transversal do condutor. QUESTÃO O efeito Joule ou efeito térmico de uma corrente elétrica é o aquecimento que observamos num condutor devido à passagem dessa corrente por ele. 2- A primeira lei de Ohm pode ser assim enunciada: A intensidade da corrente elétrica que percorre um fio condutor é diretamente proporcional à ddp que a ocasionou. 3- A resistência de um condutor representa à oposição que ele oferece à passagem da corrente por ele. 4- Um Ohm é a resistência de um condutor que, submetido à ddp de um volt, é percorrido pela corrente de um ampère. 5- Para um determinado condutor, segundo a lei de Ohm, é constante o quociente entre a ddp aplicada e a corrente correspondente. QUESTÃO De acordo com a lei de Ohm, a ddp mantida nos terminais de um condutor é diretamente proporcional ao quadrado da intensidade da corrente que o percorre. 2- Num gráfico ddp versus corrente, a lei de Ohm dá lugar a uma reta que passa pela origem. A declividade dessa reta é numericamente igual à resistência do condutor. 3- Resistência e resistividade de um condutor caracteriza uma mesma grandeza física. 4- A resistividade depende da natureza do condutor, mas independe da temperatura na qual ele se encontra. 5- A resistência independe do comprimento assim como da área da secção transversal do condutor.

3 QUESTÃO Entendemos por resistor equivalente de uma associação aquele que, submetido à mesma ddp da associação, fica percorrido pela corrente de mesma intensidade. 2- Na associação de resistores em série, a resistência R do resistor equivalente vale a soma das resistências dos resistores associados, enquanto que a intensidade da corrente que percorre o resistor equivalente é a mesma que percorre cada um dos resistores associados. 3- Na associação de resistores em série a ddp entre os terminais do resistor equivalente vale o produto das ddp entre os terminais dos resistores associados. 4- A associação de resistores em paralelo é caracterizada pelo fato da ddp entre os terminais de cada resistor associado ser a mesma da associação. 5- Na associação de resistores em paralelo a intensidade da corrente que percorre o resistor equivalente vale a soma da intensidade da corrente que percorre cada um dos resistores associados. QUESTÃO Na associação em paralelo, a tensão entre os terminais dos resistores equivalentes vale a soma das tensões entre os terminais dos resistores associados. 2- O inverso da resistência do resistor equivalente, numa associação em paralelo, vale a soma dos inversos das resistências dos resistores associados. 3- O trabalho realizado sobre as cargas elétricas que percorre um resistor, em um determinado intervalo de tempo, o qual representa a parcela da energia potencial elétrica das cargas que é transformado em energia térmica, é diretamente proporcional à intensidade da corrente elétrica resultante desse movimento de cargas. 4- A potência dissipada no resistor, por efeito Joule, vale o produto da intensidade da corrente que o percorre, pela resistência desse resistor. 5- A potência dissipada num resistor é tanto maior quanto maior for sua resistência, por isso no inverno ligamos o chuveiro numa posição referente a uma associação de resistores em série. QUESTÃO A secção transversal de um condutor é atravessada por uma corrente de intensidade 2,0 ma durante 1,0 minuto. A carga elétrica total que atravessa essa secção transversal, em Coulomb, é de 0, Em um condutor metálico mediu-se a intensidade da corrente elétrica e verificou-se que ela variava com o tempo, de acordo com o gráfico a seguir: Entre 0 e 4,0s, a carga elétrica que atravessa uma secção transversal do condutor e o valor médio da intensidade da corrente elétrica no fio valem respectivamente 48C e 6A. 3- Um chuveiro elétrico é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 20 A quando sob tensão elétrica de 220V. A resistência elétrica do chuveiro é de 11Ω. 4-Um fio metálico é usado para a construção de um equipamento elétrico. O comportamento da diferença de potencial nas extremidades do fio em função da intensidade da corrente é indicado na figura. O valor em ohms da resistência de um outro fio do mesmo material que o primeiro, de igual comprimento e com área de secção transversal dual vezes maior será de 12Ω. 5- Na associação da figura i 1 = 2,0 A e R 1 = 12Ω. Sendo i = 6,0 A, os valores de i 2 e R 2 são, respectivamente 4A e 6Ω.

4 QUESTÃO A resistência equivalente da associação abaixo, cujos extremos são A e B é de 11Ω. 5- Para a associação esquematizada, a tensão elétrica U 1 no resistor R 1 é de 1,6V. 2- A resistência equivalente da associação abaixo, cujos extremos são A e B é de 2,0Ω 3- A resistência equivalente da associação abaixo, cujos extremos são A e B é de 7,0Ω. QUESTÃO Se um resistor de cobre tiver o seu comprimento e o seu diâmetro duplicado, a resistência é multiplicada por quatro. 2-Corrente elétrica é o resultado do movimento ordenado de portadores de carga. Quanto maior o comprimento de um resistor, tanto maior é a sua resistência elétrica. De acordo com a primeira lei de Ohm a corrente que flui em um resistor é diretamente proporcional à tensão aplicada e inversamente proporcional à resistência do resistor. 3- Três resistores de resistências 1Ω, 3Ω e 5Ω estão associados em série sendo aplicada aos terminais da associação uma ddp de 18V. A intensidade da corrente que a percorre é de 0,5 Ampere. 4- Na associação de resistores da figura abaixo, os valores de i e de R são, respectivamente 8 A e 5Ω. 4- A resistência equivalente da associação abaixo, cujos extremos são A e B é de 6,0Ω 5- A resistência equivalente entre os pontos A e B, mede, em ohms 12Ω.

5 QUESTÃO Na associação abaixo, a resistência equivalente entre os pontos A e B vale 5Ω. QUESTÃO 10 Considere a associação de resistores representada a seguir. Os fios de ligação são considerados ideais. 2-Dispõe-se de três resistores, um de 10Ω, um de 20Ω e um de 30Ω. Ligando esses resistores em paralelo e aplicando uma diferença de potencial de 12V aos extremos dessa associação, a corrente elétrica total que percorre o circuito é de 2,2A. 3- A figura representa um pedaço de fio de cobre, de resistividade 1, Ω.mm 2 /m, percorrido por uma corrente elétrica de sentido convencional de B para A. 1-Todos os resistores estão associados em série. 2-Todos os resistores são percorridos por correntes elétricas de mesma intensidade. 3-Todos os resistores suportam a mesma tensão elétrica. 4- Todos os resistores estão ligados em paralelo. 5-A resistência equivalente da associação é R/4 e cada resistor é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade E/R. A diferença de potencial elétrico entre os pontos A e B que proporciona a passagem de elétrons ( e=1, C ) a cada segundo, por uma secção transversal do fio, é 8,0V. GABARITO VVVVV VVVVF FVFVF VVVFV FVVVV 4- O circuito ao lado representa um divisor de tensão. As tensões elétricas V AB, V BC e V CD são, respectivamente 60V, 36V e 24V. 5-Considere o circuito abaixo no qual R são resistores de resistência 15Ω e B uma bateria de 30V. A intensidade de corrente no resistor X = 2 R é 1,0A.

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