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)


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.


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.


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.

U²
Pot  Ui  Ri ² 
R


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:
redesenhado a partir de

L
R
Imagem: SEE-PE,

imagem de Autor
Desconhecido.

A
Onde, ρ é a resistividade do material.


Variação da resistividade e da resistência com a temperatura:

  [1   .(   )] R  R[1   .(   )]

em que: α é o coeficiente de temperatura.


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:

Imagem: SEE-PE, redesenhado a partir
de imagem de Autor Desconhecido.
a) fusível de rosca;
b) fusível de cartucho;
c) representação de fusível em circuito.


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


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)


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)


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:

Rs  R1 R  R
2 3

• A ddp total é a soma das ddps parciais:

U  U U U
1 2 3

R R R
1 2 3

i1 i2 i3

i
-
i1  i2  i3  i  cons tan te

R R R
1 2 3

i1 i2 i3

i
-
U  U1  U 2  U 3

R R R
1 2 3

i1 i2 i3

i
-
Req.  R  R  R
1 2 3

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:

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 R3
• As potências elétricas dissipadas são inversamente
proporcionais às respectivas resistências.(3)

R
1

R
2

R
3

+
U
-

R
1

R
2

R
3

+
U
-
U = U1 = U2 = U3 = CONSTANTE

R
1

R
2

R
3

+
U
-
i  i1  i2  i3


R
1

R
2

R
3

+
U
-
1 1 1 1
  
Req R1 R2 R3


RESUMO

ASSOCIAÇÃO EM PARALELO

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

Associação de dois resistores em
paralelo
R
1

R
2

R1.R2
Req 
R1  R2
+
U
-

Associação de n resistores iguais
em paralelo
R
R
R
Req 
R n
R


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

Imagem: Woman Irons daughters dress / National Archive
resposta.

and Records Administration / Public Domain


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)


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)


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)


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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