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Circuitos Elétricos Resistência Elétrica Prof. Edi Moreira 1 -Eletrodinâmica A eletrodinâmica estuda as cargas elétricas em movimento, quando este movimento é ordenado. S T U D IO C A P A R R O Z oe i 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: FÍSICA, 3ª Série do Ensino Médio Associação de Resistores 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. V = RI Exercícios Resolvidos Exercício Lei de Ohm Exercício Lei de Ohm POTÊNCIA ELÉTRICA POTÊNCIA ELÉTRICA POTÊNCIA ELÉTRICA EXERCICIO POTÊNCIA ELÉTRICA EXERCICIO POTÊNCIA ELÉTRICA EXERCICIO POTÊNCIA ELÉTRICA EXERCICIO POTÊNCIA ELÉTRICA EXERCICIO POTÊNCIA ELÉTRICA EXERCICIO POTÊNCIA ELÉTRICA Resistência Elétrica Quando uma corrente elétrica é estabelecida em um condutor metálico, um número muito elevado de elétrons livres passa a se deslocar nesse condutor. Nesse movimento, os elétrons colidem entre si e também contra os átomos que constituem o metal. Portanto, os elétrons encontram uma certa dificuldade para se deslocar, isto é, existe uma resistência à passagem da corrente no condutor. Para medir essa resistência, os cientistas definiram uma grandeza que denominaram resistência elétrica (R). Resistência Elétrica Definição: R VAB i i ABVR = Unidades no SI: I 1 ampére (1A) VAB 1 volt (1V) R Observações: 1) Resistência elétrica é a oposição a passagem de corrente elétrica, ou seja, é uma característica de um condutor. O elemento que apresenta resistência é chamado resistor. 2) Nos resistores quando atravessados por uma corrente, a sua resistência transforma a energia elétrica dessa corrente em energia térmica. Resistência Elétrica Fatores que influenciam no valor de uma resistência: LR A 1 R A L R A resistência de um condutor é tanto maior quanto maior for seu comprimento: A resistência de um condutor é tanto maior quanto menor for a área de sua seção reta, isto é, quanto mais fino for o condutor: Associando-se esses resultados, podemos escrever: A L R = Constante de proporção (Resistividade) Resistência Elétrica A L R = Constante de proporção (Resistividade) RESISTIVIDADE À TEMPERATURA AMBIENTE Material (ohm.metro) Alumínio 2,6x10-8 Cobre 1,7x10-8 Níquel-cromo 100x10-8 Chumbo 22x10-8 Ferro 10x10-8 Mercúrio 94x10-8 Prata 1,5x10-8 Tungstênio 5,5x10-8 A resistividade é uma grandeza característica do material que constitui o fio, isto é, cada substância possui um valor diferente para a resistividade . Na tabela abaixo são apresentados os valores das resistividades de algumas substância: Elementos do circuito Resistor elétrico É um dispositivo que transforma toda a energia elétrica consumida integralmente em calor. Como exemplo, podemos citar os aquecedores, o ferro elétrico, o chuveiro elétrico, a lâmpada comum e os fios condutores em geral. Resistores de fio Resistores de carvão C – Resistência Elétrica Associação de Resistores Os Resistores podem ser associados em um circuito de três formas: Associação em Série Associação em Paralelo Associação Mista C – Resistência Elétrica L1 L3 L2 Associação de Resistores 3) Associação em Mista É associação que contém, simultaneamente, associações de resistores em série e em paralelo. C – Resistência Elétrica L1 L3 L2 Associação de Resistores 3) Associação em Mista É associação que contém, simultaneamente, associações de resistores em série e em paralelo. Associação em paralelo Associação em série L1 L2 L3 Terminologia dos circuitos elétricos NÓ NÓ A B Nó – Ponto em que há uma divisão na corrente elétrica Ramo – Os ramos são conexões entre nós. Laço – Um laço é qualquer caminho fechado passando por elementos do circuito. Para desenhar um laço, selecione um nó qualquer como ponto de partida e desenhe um percurso através de elementos e nós até retornar ao nó de partida. Os circuitos elétricos Nó – Ponto em que há uma divisão na corrente elétrica Ramo – Os ramos são conexões entre nós. Laço – Um laço é qualquer caminho fechado passando por elementos do circuito. Para desenhar um laço, selecione um nó qualquer como ponto de partida e desenhe um percurso através de elementos e nós até retornar ao nó de partida. 14 62 5 3 OBS: Tudo bem se um laço se sobrepõe ou contém outro laço. Terminologia dos circuitos elétricos Os circuitos elétricos C – Resistência Elétrica ESQUEMA PARA RESOLUÇÃO DOS EXERCÍCIOSAssociação de Resistores 3) Associação em Série – Circuito Equivalente Para encontrar o circuito equivalente e portanto a resistência equivalente é necessário simplificar o circuito e para isso podemos fazer da seguinte forma: 1º PASSO – Identificação dos NÓS e nomeá-los 2º PASSO – Substituição dos resistores associados em série ou em paralelo por um resistor equivalente nos ramos do circuito (Aqui consiste a simplificação) 3º PASSO – Redesenha-se o circuito já com o resistor equivalente naquele ramo. 4º PASSO – Repete-se os passos 2 e 3 até encontrar o circuito equivalente. A BC C – Resistência Elétrica ESQUEMA PARA RESOLUÇÃO DOS EXERCÍCIOSAssociação de Resistores 3) Associação em Série – Circuito Equivalente Para encontrar o circuito equivalente e portanto a resistência equivalente é necessário simplificar o circuito e para isso podemos fazer da seguinte forma: 1º PASSO – Identificação dos NÓS e nomeá-los 2º PASSO – Substituição dos resistores associados em série ou em paralelo por um resistor equivalente nos ramos do circuito (Aqui consiste a simplificação) 3º PASSO – Redesenha-se o circuito já com o resistor equivalente naquele ramo. 4º PASSO – Repete-se os passos 2 e 3 até encontrar o circuito equivalente. A B C – Resistência Elétrica Vamos fazer um exemplo? Na associação a seguir, os resistores têm resistências R1 = 100 Ω, R2 = 200 Ω, R3 = 300 Ω e R4 = 300 Ω. Sabe-se que entre os pontos A e B há uma diferença de potencial de 120 V. Determine: a) a resistência do resistor equivalente a essa associação; C – Resistência Elétrica Vamos fazer um exemplo? Na associação a seguir, os resistores têm resistências R1 = 100 Ω, R2 = 200 Ω, R3 = 300 Ω e R4 = 300 Ω. Sabe-se que entre os pontos A e B há uma diferença de potencial de 120 V. Determine: a) a resistência do resistor equivalente a essa associação; RS = R1 + R2 + R3 RS = 100 + 200 + 300 = 600Ω 300Ω eq 600Ω R = R1 R2 = 600 300 = 200 R1 + R2 600+300 C – Resistência Elétrica is 120V 120 120 = 600 iS iS = 600 = 0,2A 1 2 3Si = i = i = i =0,2A Vamos fazer um exemplo? Na associação a seguir, os resistores têm resistências R1 = 100 Ω, R2 = 200 Ω, R3 = 300 Ω e R4 = 300 Ω. Sabe-se que entre os pontos A e B há uma diferença de potencial de 120 V. Determine: b) a intensidade da corrente elétrica em cada resistor; No Ramo superior U AB = RS iS No Ramo inferior i4 4 300 U AB = R4 i4 120 = 300 i4 i = 120 = 0, 4A i4 = 0,4A iTOTAL = 0,2+0,4= 0,6A C – Resistência Elétrica P = R i2 Vamos fazer um exemplo? Na associação a seguir, os resistores têm resistências R1 = 100 Ω, R2 = 200 Ω, R3 = 300 Ω e R4 = 300 Ω. Sabe-se que entre os pontos A e B há uma diferença de potencial de 120 V. Determine: c) a potência dissipada em cada resistor.; P = R i 2 P =100 0,22 = 4W 1 1 1 1 P = R i 2 P = 200 0,22 = 8W 2 2 2 2 P = R i 2 P = 300 0,22 =12W 3 3 3 3 P = R i 2 P = 300 0,42 = 48W 4 4 4 4 C – Resistência Elétrica C Vamos fazer outro exemplo? Para o circuito representado abaixo calcule a resistência equivalente R1 1 R = 6 4 = 24 = 2, 4 6+ 4 10 2,4Ω R2 2R = 5+3=8 C 8Ω 2Ω R3 3 R = 8 2 = 16 =1,6 8+ 2 10 2,4Ω 1,6Ω Req = 2,4+1,6 = 4 REQ EXERCÍCIOS EXERCÍCIOSEXERCÍCIOS EXERCÍCIOS EXERCÍCIOS EXERCÍCIOS EXERCÍCIOS EXERCÍCIOS EXERCÍCIOS EXERCÍCIOS EXERCÍCIOS EXERCÍCIOS EXERCÍCIOS EXERCÍCIOS
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