Aula: - Resistência elétrica e Resistores - Associação de Resistores

Transcrição

1 Aula: - Resistência elétrica e Resistores - Associação de Resistores

2 A resistência elétrica Os metais são bons condutores de corrente elétrica, mas alguns são melhores condutores que outros. O metal mais utilizado em nossas instalações elétricas é o cobre. Se aplicarmos uma diferença de potencial nas extremidades de fios constituídos destes metais, observaríamos uma corrente elétrica maior na prata, seguida do cobre e, por último do chumbo que ofereceria maior dificuldade a passagem dos portadores de carga elétrica. A dificuldade que o material apresenta à passagem da corrente elétrica é expressa por uma grandeza física chamada resistência elétrica.

3 O resistor O resistor é um dispositivo cujas principais funções são: dificultar a passagem da corrente elétrica e transformar Energia Elétrica em Energia Térmica por Efeito Joule. Entendemos a dificuldade que o resistor apresenta à passagem da corrente elétrica como sendo resistência elétrica. O material mais comum na fabricação do resistor é o carbono. Essa equação relaciona a resistência oferecida à passagem da corrente elétrica com tensão e corrente elétrica. Devemos lembrar que a unidade da resistência elétrica é o ohm (Ω) derivada do volt / ampère.

4

5 Código de cores

6 Lei de Ohm George Simon Ohm foi um físico alemão que viveu entre os anos de 1789 e 1854 e verificou experimentalmente que existem resistores nos quais a variação da corrente elétrica é proporcional à variação da diferença de potencial (ddp). Dessa forma, elaborou uma relação matemática que diz que a voltagem aplicada nos terminais de um condutor é proporcional à corrente elétrica que o percorre, matematicamente fica escrita do seguinte modo: U = R.i Essa lei nem sempre é válida, pois depende do material que constitui o resistor. Quando ela é obedecida, o resistor é dito resistor ôhmico ou linear U é a diferença de potencial, cuja unidade é o Volts (V); i é a corrente elétrica, cuja unidade é o Àmpere (A); R é a resistência elétrica, cuja unidade é o Ohm (Ω).

7 Associação de Resistores Em nosso dia-a-dia utilizamos vários aparelhos elétricos onde são empregados circuitos com dois ou mais resistores. Em muitos destes circuitos utiliza-se uma associação de resistores. A associação de resistores pode ocorrer basicamente de três maneiras diferentes: Associação em série Associação em paralelo Associação mista

8 Associação em série Na associação em série todos os resistores são percorridos pela mesma corrente elétrica. Os resistores são ligados um em seguida do outro, existindo apenas um caminho para a corrente elétrica. Observe a figura abaixo: A diferença de potencial (ddp) total aplicada entre os pontos A e B é igual a soma das ddps de cada resistor, ou seja: U T = U 1 + U 2 + U 3 E a resistência equivalente, para esse tipo de associação, é dada pela soma de todas as resistências que fazem parte do circuito, veja como fica: R eq = R 1 + R 2 + R 3

9 Por que? U = U 1 + U 2 + U 3 R eq. i = i(r 1 + R 2 + R 3 ) Req = R 1 + R 2 + R 3

10

11 Fusível O fusível é considerado um dispositivo que previne os circuitos elétricos. Eles são ligados em série, e a parte do circuito elétrico, deve ficar protegida. Eles são compostos por alguns condutores de baixo ponto de fusão, como por exemplo, o estanho e o chumbo. Quando uma corrente elétrica de intensidade maior do que a permitida passa por esse circuito, elas se fundem e interrompem o circuito.

12 Associação em paralelo A associação de resistores em paralelo é um conjunto de resistores ligados de maneira a todos receberem a mesma diferença de potencial (ddp). Nesta associação existem dois ou mais caminhos para a corrente elétrica, e desta maneira, os resistores não são percorridos pela corrente elétrica total do circuito. Observe a figura. A corrente elétrica total que circula por este tipo de circuito é igual à soma da corrente elétrica que atravessa cada um dos resistores, ou seja: i = i 1 + i 2 + i 3

13 Na associação em paralelo, o valor da resistência equivalente é sempre menor que o valor de qualquer resistência dos resistores da associação. Este valor pode ser obtido com as seguintes equações: Por que?

14 Associação mista É o tipo de associação que há a mistura de associação em série e em paralelo, assim como mostra o esquema abaixo: Para descobrir a resistência equivalente desse tipo de associação deve-se considerar os tipos de associação de forma separada, bem como suas características.

15 Exemplo:

16 Circuitos elétricos 1) Dado o circuito abaixo, calcule: a) A resistência equivalente e a corrente total em cada resistor b) A tensão em cada resistor

17 02) Dado o circuito abaixo, calcule: a) A resistência equivalente e a corrente total em cada resistor b) A tensão em cada resistor