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VOLUME 1 | Ciências da natureza e suas tecnologias 115 Na imagem, o circuito era composto por dois resistores. No entanto, para uma quantidade n de resistores, vale a re- lação de que a tensão total é a soma das tensões parciais: U = U1 + U2 + U3 + ... + Un Substituindo a equação da tensão total (UT) que define a resistência equivalente no item 1 desta aula, teremos: U = U1 + U2 & Req · i = R1 · i + R2 · i Simplificando a expressão: Req = R1 + R2 Dessa simplificação, surge uma interpretação muito im- portante: Em uma associação em série de resistores, a corrente elétrica é a mesma em todos os pontos do circuito. Representaremos ela por iT (corrente total). No caso em que há mais do que 2 resistores, é válida a mesma relação: Req = R1 + R2 + R3 + ... + Rn É possível, ainda, simplificar a expressão acima, caso o valor de resistência dos resistores seja o meso. Nesses casos, teremos: Req = n · R Na associação de resistores em série, a resistência equivalente sempre terá um valor maior do que qualquer resistência individual que participe da associação. 2.2. Método para identificar a associação em série Considere uma associação qualquer. É possível identificar a associação em série de duas maneiras 1) Podemos observar a corrente elétrica que percorre o circuito. Na associação em série, a mesma corrente passa por todos os pontos do circuito, uma vez que não há outro caminho possível. i i R1 R2 R3 U i A B CD Outro método é analisando as quedas de tensão em cada resistor. O gerador é a fonte de tensão (d.d.p.) que, ao longo do circuito, será “consumida” pelos resistores; assim, cada resistor produz uma queda de tensão entre seus termi- nais. Para verificar esse fato, insira uma letra antes e depois de cada resistor. 2.3. Reostato O reostato é um dispositivo cuja resistência é variável, de acordo com a necessidade do circuito e essa alteração pode ser feita manualmente, alterando o comprimento do filamen- to resistivo. Resistência Contato Barra A S B A barra delimita o tamanho da resistência. O resistor, nesse caso, vai de A até o ponto C, do contato, cujo tamanho varia com movimentação da barra. Descobrindo Agora O Natal já passou, mas conseguimos ver muita fí- sica nas decorações natalinas. Já percebeu que, quan- do uma pequena lâmpada do “pisca-pisca” queima, todo circuito apaga? Isso acontece pois essa famosa decoração natalina nada mais é do que uma associa- ção em série de pequenas lampadazinhas. Nesse caso, vale destacar que a resistência equi- valente é alta, pois são vários pequenos resistores somando suas resistências e gerando também uma corrente bem pequena. Física 116 3. Associação de resistores em paralelo Na associação de resistores em paralelo, os resistores são ligados entre si pelos terminais. Há uma divisão de corrente no ponto em que chamamos de nó. R1 R2 R3U i i i1 i2 i3 Diferente da associação em série, ao nomear os pontos nos terminais com letras, percebemos que os resistores estão conectados pelos mesmos pontos, como no exemplo a seguir i1 i2 R2R1 A A A B B B U + - i1 i2 R2R1 A A A B B B U + - i3 R3 A B 3.1. Propriedades da associação de resistores em paralelo Analisando os circuitos das imagens anteriores, podemos enunciar algumas propriedades da associação em paralelo. A primeira delas A soma das intensidades da corrente elérica em cada resistor de uma associação em paralelo é igual a intensidade da corrente elétrica total no extremo da ligação dos resistores Na primeira imagem, o circuito era composto por dois resistores. No entanto, para uma quantidade n de resistores, vale a relação de que a corrente total é a soma das correntes parciais, destacando que toda corrente elétrica que atinge os resistores deve ser a mesma ao sair: i = i1 + i2 + i3 + ... + in Em uma associação em paralelo de resistores, a tensão é a mesma em todos os resistores do circuito. Representaremos ela por UT (tensão total). Sendo U1, U2 e U3 a d.d.p. nos resistores R1, R2 e R3, respecti- vamente, temos que: U1 = U2 = U3 = U Como no circuito em série, é possível encontrar a corrente elétrica no circuito usando uma resistência equivalente, por- tanto, substituindo a equação da corrente total (iT), teremos: R U R U R U R U eq 1 2 3 &= + + R 1 R 1 R 1 R 1 eq 1 2 3 = + + Essa equação segue o exemplo com 3 resistores, porém é válida para n resistores. Além disso, resolvendo o lado direito da equação pelo método de soma de frações, ainda é preciso inverter ao final, pois queremos o valor da Req e não o seu inverso (R 1 eq ). Na associação de resistores em paralelo, a resistência equivalente sempre terá um valor menor do que qualquer resistência individual que participe da associação. 3.2 Caso particular Circuitos formados por 2 resistores diferentes: nesse caso, conseguimos simplificar a expressão para calcular a resistência equivalente e chamamos de “Regra do Produto pela Soma”. R2R1 A B R 1 R 1 R 1 R R R R R R R 1 R R R R eq 1 2 1 2 2 1 2 1 eq 1 2 2 1& $ $ $ = + = + = + R R R R R eq 1 2 1 2$= + R soma produto eq = VOLUME 1 | Ciências da natureza e suas tecnologias 117 Quando o circuito for formado por n resistores idênticos, isto é, de mesma resistência R, então a resistência equivalen- te será dada por: R 1 R 1 R 1 R 2 R 2 R eq eq`= + = = Dois resistores idênticos em paralelo RR A B R R 1 R 1 R 1 R 1 R 3 R 3 R eq eq`= + + = = Três resistores idênticos em paralelo Nesse caso, a corrente elétrica será dividida igualmente entre os resistores. Descobrindo Agora A associação paralela de resistores é a mais co- mum no dia a dia. As instalações prediais (casas, em- presas, escolas, etc.) têm por padrão as instalações em paralelo, uma vez que todos os equipamentos elétricos necessitam da mesma tensão de 127V ou 220V. Por exemplo, duas lâmpadas de um mesmo circuito não podem estar em série com um chuvei- ro, uma vez que se uma delas queimar, o chuveiro não ligaria também. Ou pior: se essas lâmpadas não estiverem ligadas, mesmo que em outro cômodo da casa, o chuveiro não ligaria. Aplicações Práticas 1. (Unicamp indígenas 2022) As figuras a seguir representam dois circuitos elétricos projetados para diferentes projetos. Considerando que os resistores R1 e R2 sejam diferentes, em qual circuito eles são submetidos a uma mesma diferença de potencial? R2 R1 +- Circuito I +- R1 R2 Circuito II a) circuito I. b) circuito II. c) ambos os circuitos. d) nenhum dos circuitos. Resposta: [A] Apenas no circuito I, pois os resistores estão associados em paralelo. Req = R n
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