Estudo dos resistores

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Aula sobre o Estudo dos Resistores

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    1. 1. Professor Marco Antonio
    2. 2.  É uma grandeza física característica do resistor e que mede a capacidade de um objeto de opor-se à passagem de corrente elétrica, quando submetido a uma diferença de potencial.  A unidade de medida de resistência elétrica no SI é o ohm (Ω). Mas afinal o que é esse tal de resistor?!? Resistência Elétrica
    3. 3.  É todo elemento de um circuito que tem por função converter energia elétrica EXCLUSIVAMENTE em energia térmica, sendo, assim, um dissipador de energia elétrica.  À transformação de energia elétrica em energia térmica chamamos “Efeito Joule” ou “Efeito Térmico”. Resistor
    4. 4. 1ª Lei de Ohm - Resistência Experimentalmente, Georg Simon Ohm demonstrou que, se a temperatura do resistor permanecer constante, a intensidade de corrente (i) mantém-se diretamente proporcional à ddp (U) empregada. U = R. i
    5. 5. Ou seja: mantendo-se a temperatura constante, a tensão elétrica no resistor é diretamente proporcional à intensidade da corrente que o atravessa. 1ª Lei de Ohm - Resistência U = R. i Esta lei é válida para alguns resistores denominados resistores ôhmicos.
    6. 6. Curva característica de um resistor ôhmico tg α = R = U i Um resistor ôhmico é aquele que obedece à seguinte curva característica:
    7. 7. Note que, mesmo um resistor ôhmico, se submetido a grandes variações de temperatura, pode apresentar alterações significativas na sua resistência. Curva característica de um resistor NÃO ôhmico
    8. 8. Exemplos de aplicação ER2. Calcule a intensidade de corrente que atravessa um resistor cuja resistência vale 200 Ω, sob ddp de 100 V. ER3. A curva característica de um resistor ôhmico está representada no diagrama. Determine: a) a resistência elétrica do resistor; b) a ddp nos terminais do resistor, quando percorrido por uma corrente de 2 A.
    9. 9. Experimentalmente OHM também verificou que: • A resistência elétrica é diretamente proporcional ao comprimento do fio condutor • Inversamente proporcional à área de secção reta • Depende do material de que é feito o condutor. 𝑅 = 𝜌. 𝓁 𝐴 2ª Lei de Ohm - Resistividade
    10. 10. Experimentalmente OHM também verificou que: • A resistência elétrica é diretamente proporcional ao comprimento do fio condutor • Inversamente proporcional à área de secção reta • Depende do material de que é feito o condutor. 2ª Lei de Ohm - Resistividade Onde: •  (rô) é a resistividade elétrica do material (Ω.m) • L é o comprimento do condutor (m) • A é a área da secção transversal do condutor (m²)
    11. 11. Exemplos de aplicação ER4. Aplica-se a ddp de 110 V nas extremidades de um fio de 10 m de comprimento e seção transversal de área 2,2 mm2. Sabendo que a intensidade de corrente elétrica que atravessa o fio é de 10 A, calcule a resistividade do material que o constitui.
    12. 12. Efeito Joule O Efeito Joule é o aquecimento de resistor aquecido devido à passagem da corrente elétrica. Em dado intervalo de tempo, a energia elétrica que o resistor consome é dissipada na forma de calor. P = U. i P = 𝑈2 𝑅 P = R. 𝑖2
    13. 13. Exemplos de aplicação ER9. Uma torneira elétrica tem as seguintes especificações: 1.100 W-110 V. Determine: a) a intensidade de corrente que deve circular pela sua resistência, quando corretamente utilizada; b) o valor da sua resistência. ER10. Um aquecedor, sob ddp de 220 V, dissipa uma potência de 1.000 W. Calcule: a) sua resistência elétrica; b) a potência que dissiparia, ao ser ligado numa tomada de 110 V.
    14. 14. Exemplos de aplicação ER11. No bulbo de uma lâmpada incandescente está inscrito: 100 W- 110 V. a) Se corretamente instalada, que intensidade de corrente deve percorrer o seu filamento? Como seria o brilho? b) Qual seria a sua resistência elétrica? c) Se ela fosse ligada na ddp de 220 V, que intensidade de corrente atravessaria o filamento e o que aconteceria? ER12. Um resistor está imerso em 500 g de água, inicialmente a 20 °C. Ligando o resistor a uma fonte de ddp de 126 V, verifica-se que a água começa a ferver em 5 minutos. Desprezando as perdas de calor para o ambiente, determine a resistência do resistor. Dados: calor específico da água: c = 1 cal/g °C; 1 cal = 4,2 J.
    15. 15. Associação de resistores Uma associação de resistores consiste de resistores ligados ao mesmo circuito, como em uma residência, onde os diversos aparelhos elétricos formam uma associação.
    16. 16. Associação de resistores I- Associação em série: todos os resistores são percorridos pela mesma intensidade de corrente elétrica. Porém, cada resistor possui uma ddp parcial a ele associada. U = U1 + U2+U3 𝑅 𝑠 = R1 + R2+R3 i = i1 = i2 = i3
    17. 17. Associação de resistores I- Associação em série: todos os resistores são percorridos pela mesma intensidade de corrente elétrica. U = U1 + U2+U3 𝑅 𝑠 = R1 + R2+R3 i = i1 = i2 = i3
    18. 18. Associação de resistores I- Associação em série: todos os resistores são percorridos pela mesma intensidade de corrente elétrica. i = i1 = i2=0
    19. 19. Associação de resistores I- Associação em série: todos os resistores são percorridos pela mesma intensidade de corrente elétrica. i = i1 = i2=0
    20. 20. Associação de resistores I- Associação em série: todos os resistores são percorridos pela mesma intensidade de corrente elétrica. i = i1 = i2=0
    21. 21. Associação de resistores ER13. Dada a associação em série de resistores, determine: a) a resistência equivalente da associação; b) a intensidade de corrente na associação; c) a ddp em cada resistor da associação. ER14. A potência elétrica total dissipada pela associação esquematizada é de 480 W. Sabendo que entre os terminais A e B está aplicada uma ddp de 120 V, calcule: a) a intensidade de corrente na associação; b) a resistência equivalente da associação; c) o valor da resistência de cada resistor.
    22. 22. Associação de resistores II- Associação em paralelo: todos os resistores estão submetidos a mesma diferença de potencial elétrico (ddp). Porém, cada resistor possui uma intensidade de corrente parcial a ele associada. U = U1 = U2=U3
    23. 23. Associação de resistores II- Associação em paralelo: todos os resistores estão submetidos a mesma diferença de potencial elétrico (ddp). Porém, cada resistor possui uma intensidade de corrente parcial a ele associada. U = U1 = U2=U3
    24. 24. Associação de resistores II- Associação em paralelo: todos os resistores estão submetidos a mesma diferença de potencial elétrico (ddp). Porém, cada resistor possui uma intensidade de corrente parcial a ele associada. U = U1 = U2=U3
    25. 25. Associação de resistores II- Associação em paralelo: a resistência equivalente da associação é dada por: Casos particulares: 1 𝑅 𝑝 = 1 𝑅1 + 1 𝑅2 + 1 𝑅3 + ⋯ I- Para dois resistores R1 e R2, temos: 𝑅 𝑝 = 𝑅1. 𝑅2 𝑅1 + 𝑅2 𝑅 𝑝 = 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑡𝑜 𝑆𝑜𝑚𝑎
    26. 26. Associação de resistores I- Associação em paralelo: a resistência equivalente da associação é dada por: Casos particulares: 1 𝑅 𝑝 = 1 𝑅1 + 1 𝑅2 + 1 𝑅3 + ⋯ II- Para n resistores iguais, temos: 𝑅 𝑝 = 𝑅 𝑛 onde n é o número de resistores da associação.
    27. 27. Associação de resistores ER15. Dada a associação de resistores, determine: a) a resistência equivalente da associação; b) a intensidade de corrente em cada resistor; c) a intensidade total de corrente da associação.
    28. 28. Associação de resistores ER16. A potência elétrica dissipada no resistor R, da figura, é de 45 W e a ddp entre os pontos A e B da associação é de 30 V. Calcule: a) a intensidade total de corrente na associação; b) a resistência equivalente da associação.
    29. 29. Associação de resistores ER17. Duas lâmpadas, L1 e L2, são associadas em paralelo, conforme a figura. No bulbo da lâmpada L1 está gravado 60 W - 120 V; no de L2, 100 W - 220 V. a) Determine a resistência equivalente da associação. b) Se o plugue for ligado a uma tomada de 220 V, o que ocorrerá com as lâmpadas?
    30. 30. Associação de resistores III- Associação mista: o circuito é contituído de tal forma a conter associações em série e em paralelo. Para calcularmos a resistência equivalente da associação, vamos simplificar por etapas a associação dado, até chegarmos ao resistor equivalente final!!
    31. 31. Associação de resistores ER18. Determine a resistência equivalente entre os terminais A e B, da associação representada na figura abaixo.
    32. 32. Associação de resistores ER20. Dada a associação da figura, sabe- se que a ddp, entre os pontos A e B, vale 40 V. Determine: a) a resistência equivalente da associação; b) a intensidade total da corrente na associação; c) as intensidades da corrente nos resistores de 10 e 30 Ω.
    33. 33. Associação de resistores IV- Curto-circuito em um resistor: ocorre quando associamos em paralelo outro resistor com resistência elétrica desprezível (R = 0) – fio condutor qualquer. Perceba que a corrente elétrica que inicialmente atravessava o resistor é totalmente desviada, anulando o resistor!!
    34. 34. Associação de resistores ER21. Determine a resistência equivalente entre os terminais A e B de cada uma das associações a seguir:
    35. 35. Associação de resistores EP9. A resistência elétrica de um resistor em forma de fio é de 100 Ω. Calcule o comprimento desse fio, sabendo que ao cortar 4 m dele a resistência passa a valer 75 Ω. EP10. Sob ddp de 220 V, um fio de cobre com 2 km de extensão e 3,4 mm2 de seção reta conduz energia elétrica. Sendo de 1,7. 10-2 mm2/m a resistividade do cobre, determine a intensidade de corrente que percorre o fio. EP12. Uma dona de casa passa roupa com um ferro elétrico a vapor de 1.200 W sob ddp de 220 V. Determine a resistência elétrica desse ferro. Que intensidade de corrente está percorrendo a resistência? Se a dona de casa tivesse errado de tomada e estivesse passando a roupa na ddp de 110 V, que potência o ferro dissiparia?
    36. 36. Associação de resistores EP14. Dada a associação de resistores da figura, determine: a) a resistência equivalente da associação; b) a intensidade de corrente na associação; c) a ddp em cada resistor da associação. EP15. A potência elétrica total dissipada pela associação esquematizada é de 405 W. Sabendo que entre os terminais AeB está aplicada uma ddp de 135 V, calcule: a) a intensidade de corrente na associação; b) a resistência equivalente da associação; c) o valor da resistência de cada resistor.
    37. 37. Associação de resistores EP16. No circuito representado abaixo, sabe-se que a ddp no resistor de 5,0 Ω é de 7,5 V. Portanto, qual o valor de U, em volts? EP17. Dada a associação de resistores, determine: a) a resistência equivalente da associação; b) a intensidade de corrente em cada resistor; c) a intensidade total de corrente na associação.
    38. 38. Associação de resistores EP19. Determine a resistência equivalente, entre os terminais AeB, das associações representadas a seguir:
    39. 39. Associação de resistores EP20. Na associação da figura, sabe-se que a ddp entre os pontos A e B é de 100 V. Determine: a) a resistência equivalente da associação; b) a intensidade total de corrente na associação; c) as intensidades de corrente no resistor de 10 Ω e no de 40 Ω.
    40. 40. Associação de resistores EP21. Na associação de resistores da figura, a tensão entre os pontos A e B vale 60 V. Pede-se para determinar: a) a intensidade total de corrente na associação; b) a tensão no resistor de 18 Ω; c) a intensidade de corrente no resistor de 10 Ω; d) a potência elétrica dissipada em cada um dos resistores de 5 Ω.
    41. 41. Associação de resistores EP22. Determine a resistência equivalente, entre os terminais A e B, de cada uma das associações seguintes:
    42. 42. Estudo dos resistores 1- Um resistor de resistência elétrica 20 Ω é submetido a uma tensão elétrica de 12 V. Qual a intensidade da corrente elétrica que o atravessa, em mA? 2- No gráfico está representada a relação entre a diferença de potencial elétrico, D, e a corrente elétrica, i, em um resistor. a) Qual o valor da resistência elétrica desse resistor? b) Qual a diferença de potencial elétrico quando i = 50 A?
    43. 43. Estudo dos resistores 3- O gráfico da tensão elétrica U em função da intensidade da corrente i é dado ao lado. Determine a resistência elétrica R, a corrente elétrica i1 e a diferença de potencial U2. 4- Em um chuveiro elétrico a tensão é de 220 V. Com a chave de regulagem de temperatura na posição inverno ele é atravessado pela corrente de intensidade 20 A e na posição verão pela corrente de intensidade 11 A. Calcule a resistência elétrica do chuveiro quando a chave está na posição: a) inverno; b) verão.
    44. 44. Estudo dos resistores 5- Um fio de cobre tem comprimento 80 m e secção transversal de 0,4 mm2. A resistividade do cobre a 0º C é 1,72.10-8 Ω.m. Determine a resistência desse fio a 0ºC. 6- Calcule a resistência elétrica de um fio de alumínio de 20 m de comprimento e 2,0 mm² de área da secção transversal. A resistividade do alumínio é igual a 2,8.108 Ω.m. 7- A resistividade do cobre a 20 °C é 1,7.108 Ωm. Determine a resistência de um fio de cobre de 1 m de comprimento e 0,2 cm² de área de secção transversal nessa temperatura. 8- Aplica-se a ddp de 100 V nas extremidades de um fio de 20 m de comprimento e seção circular de área 2 mm2. Sabendo-se que a intensidade da corrente elétrica que circula tem intensidade 10 A, calcule a resistividade do material que constitui o fio em Ω.cm
    45. 45. Estudo dos resistores 9- Qual ddp se deve aplicar a um resistor ôhmico de resistência 200 Ω, para se obter uma corrente de 100 mA? 10- A resistência elétrica de um fio de 300 m de comprimento e de 0,3cm de diâmetro é de 12 Ω. Determine a resistência elétrica de um fio de mesmo material com diâmetro de 0,6 cm e comprimento 150 m.
    46. 46. Estudo dos resistores 10- A curva característica de um resistor ôhmico está representada no gráfico. Determine: a) a resistência do resistor; b) a ddp no resistor quando percorrido por uma corrente de 1,5A.

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