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4ª Atividade de Física do 3º Bimestre - 2º Ano do Integrado em Informática Valor: 2,5 Entrega: 01/10/2021 (em pdf) ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES Aluno: Eduardo Martins de Barros Moreira CP: 3008681 Exercícios: (1,0) 1- Considere nas associações de resistores abaixo um valor arbitrário para R (o estudante é que escolhe o valor). Para resistores de mesma resistência R, determine a resistência equivalente entre os terminais A e B das associações esquematizadas abaixo: a) Associação em paralelo: RESPOSTA: R = 15 Ω Quando temos um circuito em paralelo e todos os resistores são iguais, posso pegar o valor do resistor que é 15 Ω e dividir pela quantidade de resistores que é 3. 𝑅𝑒𝑞 = 𝑅 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 ∴ 𝑹𝒆𝒒 = 𝟏𝟓 𝟑 = 𝟓 Ω https://4.bp.blogspot.com/-5gpgzINJARs/TjmqQx5lb9I/AAAAAAAAaP4/NkDK8rcilxU/s1600/exerc%C3%ADcio+4.png b) Associação mista RESPOSTA: R = 35 Ω Para realizar essa conta devo fazer por partes, primeiro irei pegar a parte destacada em vermelho, que é um circuito em serie e chamar de Ra: Sendo em serie eu só somo os Rs que tem valor de 35 Ω: 𝑅𝑎 = 𝑅1 + 𝑅3 𝑅𝑎 = 35 + 35 𝑹𝒂 = 𝟕𝟎 Ω Dessa forma o circuito ficou em paralelo: Sendo um circuito em paralelo temos que a resistência equivalente: 𝑅𝑒𝑞 = 𝑅𝑎 𝑥 𝑅2 𝑅𝑎 + 𝑅2 𝑅𝑒𝑞 = 70 𝑥 35 70 + 35 = 2450 105 Esse R é o Ra com valor de 70 Ω https://3.bp.blogspot.com/-lRymxYl6PLY/Tjms7hUxtFI/AAAAAAAAaP8/JmjqYdzJDwc/s1600/exerc%C3%ADcio+5.png https://3.bp.blogspot.com/-lRymxYl6PLY/Tjms7hUxtFI/AAAAAAAAaP8/JmjqYdzJDwc/s1600/exerc%C3%ADcio+5.png https://3.bp.blogspot.com/-lRymxYl6PLY/Tjms7hUxtFI/AAAAAAAAaP8/JmjqYdzJDwc/s1600/exerc%C3%ADcio+5.png 𝑹𝒆𝒒 = 𝟐𝟑, 𝟑 Ω c) Associação mista RESPOSTA: R = 20 Ω Para começar irei pegar a parte destacada em vermelho que é um circuito em serie e chamar de Ra: Sendo um circuito em serie eu só somo os Rs que tem valor de 20 Ω: 𝑅𝑎 = 𝑅1 + 𝑅2 𝑅𝑎 = 20 + 20 𝑹𝒂 = 𝟒𝟎 Ω Assim o circuito passa a ser em paralelo: 𝑅𝑒𝑞 = 𝑅𝑎 𝑥 𝑅3 𝑅𝑎 + 𝑅3 Esse R é o Ra com valor de 40 Ω https://1.bp.blogspot.com/-pE4LwH6HHFg/TjmvpMGhGQI/AAAAAAAAaQA/m1H3YV4dGPI/s1600/exerc%C3%ADcio+6.png https://1.bp.blogspot.com/-pE4LwH6HHFg/TjmvpMGhGQI/AAAAAAAAaQA/m1H3YV4dGPI/s1600/exerc%C3%ADcio+6.png https://1.bp.blogspot.com/-pE4LwH6HHFg/TjmvpMGhGQI/AAAAAAAAaQA/m1H3YV4dGPI/s1600/exerc%C3%ADcio+6.png 𝑅𝑒𝑞 = 40 𝑥 20 40 + 20 = 800 60 𝑹𝒆𝒒 = 𝟏𝟑, 𝟑 Ω (1,5) 2- Considere 3 lâmpadas incandescentes em uma residência. A d.d.p. (ou tensão) nesta residência vale U = 120 V. As lâmpadas L1, L2 e L3 têm resistências elétricas R1 = 240 Ω, R2 = 240 Ω e R3 = 120 Ω. a) Como são ligados os aparelhos e dispositivos elétricos em uma residência, em série ou em paralelo? Qual a(s) justificativa(s) para esta escolha? RESPOSTA: Eles são ligados em paralelo, o circuito sendo em paralelo permite que os outros equipamentos continuem recebendo energia e funcionado normalmente caso seja necessário fazer a troca de algum dispositivo ou queime alguma coisa. Considere as associações abaixo e responda às letras b e c. b) A partir de sua pesquisa (letra a), escolha dentre as associações acima, aquela que corresponde à sua resposta, calculando a corrente, a d.d.p. e a potência dissipada em cada uma das lâmpadas. RESPOSTA: A primeira associação que está em paralelo é a que corresponde com a minha escolha da letra a. Cálculo da corrente: 𝐼 = 𝑈 𝑅 𝐼1 = 𝑈 𝑅1 = 𝐼1 = 120 240 𝑰𝟏 = 𝟎, 𝟓 𝑨 𝐼2 = 𝑈 𝑅2 = 𝐼2 = 120 240 𝑰𝟐 = 𝟎, 𝟓 𝑨 𝐼3 = 𝑈 𝑅3 = 𝐼3 = 120 120 𝑰𝟑 = 𝟏 𝑨 Cálculo da ddp: Todos os resistores estão submetidos à mesma ddp de 120 V. Cálculo da potência dissipada: 𝑃 = 𝑈2 𝑅 𝑃1 = 𝑈2 𝑅1 = 𝑃1 = 1202 240 = 𝑃1 = 14400 240 𝑷𝟏 = 𝟔𝟎 𝑾 𝑃2 = 𝑈2 𝑅2 = 𝑃2 = 1202 240 = 𝑃2 = 14400 240 𝑷𝟐 = 𝟔𝟎 𝑾 𝑃3 = 𝑈2 𝑅3 = 𝑃3 = 1202 120 = 𝑃3 = 14400 120 𝑷𝟑 = 𝟏𝟐𝟎 𝑾 c) Faça o mesmo com a outra associação (aquela que você não escolheu na letra b). Qual a diferença marcante entre as duas associações, em termos de potência dissipada? Resposta: Cálculo da corrente: A corrente em um circuito em serie é a mesma para todos os resistores, dessa forma preciso achar a corrente total. Para achar a corrente total preciso achar a tensão total e a resistência equivalente. A tensão total é de: 120 V A resistência equivalente é: Req = 240 + 240 + 120 = 600 Ω ∴ 𝑰𝒕 = 𝟏𝟐𝟎 𝟔𝟎𝟎 = 𝟎, 𝟐 𝐀 A corrente de cada resistor é de 0, 2 A. Cálculo da ddp: 𝑈 = 𝑅 𝑥 𝑖 𝑈1 = 𝑅1 𝑥 𝑖 𝑈1 = 240 𝑥 0,2 𝑼𝟏 = 𝟒𝟖 𝑽 𝑈2 = 𝑅2 𝑥 𝑖 𝑈2 = 240 𝑥 0,2 𝑼𝟐 = 𝟒𝟖 𝑽 𝑈3 = 𝑅3 𝑥 𝑖 𝑈3 = 120 𝑥 0,2 𝑼𝟑 = 𝟐𝟒 𝑽 Cálculo da potência dissipada: 𝑃 = 𝑅 𝑥 𝑖2 𝑃1 = 𝑅1 𝑥 𝑖 2 𝑃1 = 240 𝑥 0,2 2 = 𝑃1 = 240 𝑥 0,04 𝑷𝟏 = 𝟗, 𝟔 𝑾 𝑃2 = 𝑅2 𝑥 𝑖 2 𝑃2 = 240 𝑥 0,2 2 = 𝑃2 = 240 𝑥 0,04 𝑷𝟐 = 𝟗, 𝟔 𝑾 𝑃3 = 𝑅3 𝑥 𝑖 2 𝑃3 = 120 𝑥 0,2 2 = 𝑃3 = 120 𝑥 0,04 𝑷𝟑 = 𝟒, 𝟖 𝑾 A diferença marcante é que o circuito em paralelo dissipa uma potência muito maior, por isso os circuitos residências são em paralelo para que os aparelhos funcionem na sua melhor capacidade. Enquanto no circuito em serie a potência dissipada é muito pequena para que um aparelho funcione direito.
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