FÍSICA, 3ª Série do Ensino Médio Associação de Resistores
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.
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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: U = Ri 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.
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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:
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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.
U² Pot Ui Ri ² R
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RESISTIVIDADE
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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.
L R A
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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.
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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.
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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.
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Curto-circuito
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Provoca-se um curto-circuito entre dois pontos de um circuito, quando esses pontos são ligados por um condutor de resistência elétrica desprezível.
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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.
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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)
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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.
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Associação em série Vários resistores estão associados em série, quando são ligados um em seguida do outro.
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Na associação em série... • Todos os resistores são percorridos pela mesma corrente elétrica. • As potências elétricas diretamente proporcionais resistências(1).
dissipadas são às respectivas
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• A resistência equivalente é igual à soma das resistências associadas:
Rs R1 R R 2
3
• A ddp total é a soma das ddps parciais:
U U U U 1
2
3
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Associação em paralelo Vários resistores estão associados em paralelo, quando são ligados pelos terminais.
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• Todos os resistores estão submetidos à mesma ddp. • A intensidade de corrente total é igual à soma das intensidades de correntes nos resistores associados:
i i1 i 2 i 3 • O inverso da resistência equivalente é igual à soma dos inversos das resistências associadas:
1 1 1 1 Rp R1 R 2 R 3 • As potências elétricas dissipadas são inversamente proporcionais às respectivas resistências.(3)
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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: Woman Irons daughters dress / National Archive and Records Administration / Public Domain
Está na hora de praticar o que aprendemos!
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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.
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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)
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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)
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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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Sugestão de leitura:
Eletricidade e eletrodomésticos, de Santiago Pey Estrane (São Paulo, Hemus Editora, 2004)
Tabela de Imagens Slide 26
Autoria / Licenรงa
Link da Fonte
Woman Irons daughters dress / National http://commons.wikimedia.org/w/index.php? Archive and Records Administration / title=File:REA,_%22Woman_irons_daughter Public Domain %27s_dress,_girl_holding_doll%22_-_NARA__195872.tif&page=1 5, 7, 9, 12, SEE-PE, redesenhado a partir de imagem Acervo SEE-PE. 14, 16, 21, de Autor Desconhecido. 24, 27 e 30.
Data do Acesso 11/04/2012
18/04/2012