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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ CURSO DE ENGENHARIA FÍSICA EXPERIMENTAL 3 Turma 1009 Experiência nº 06 28/04/2015 Nome da experiência: ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES Professor: Gilberto Rufino Antonio Carvalho mat: 201402186738 Antonio Dumbo mat: 201001337441 Bruno Paes Soares mat: 201202140572 Pauline Silvestre mat: 201401366694 Rafael Neves mat: 201307229115 Rosilane Moreira mat: 201403230341 Introdução: A experiência tem como objetivo analisar o comportamento ôhmico de dois ou mais resistores quando estes estão interligados. Esta interligação – chamada de associação de resistores – é muito comum na construção de circuitos elétricos para produzir certos efeitos na tensão e/ou na corrente elétrica. Mesmo sem eletricidade presente, podemos analisar como isso ocorre, comparando resultados teóricos com práticos. Desenvolvimento Teórico: Uma associação de resistores é um conjunto de resistores interligados entre si, alternado assim, seu valor final. Esta ligação pode ocorrer na construção de circuitos de forma a aumentar ou baixar o valor ôhmico de um determinado ramo, alterando valores de tensões e/ou correntes elétricas. (exemplo de associação de resistores) Podemos, inicialmente, citar 3 tipos mais comuns de associações: Associação em série: Associação em paralelo; Associação mista; Associação em série: Ocorre quando dois ou mais resistores estão conectados em um único trajeto. O cálculo da resistência final, também chamada de resistência equivalente (Req), é feito da seguinte forma: Req = R1 + R2 + ... + Rn Logo, o Req é formado pela soma de todos os resistores em série. O valor de Req ficará maior do que o valor do maior resistor na associação. Associação em paralelo: Ocorre quando dois ou mais resistores estão conectados no mesmo ponto. Req = + + ... + Essa é a equação geral. Podemos adaptá – la da seguinte forma: Req = , para dois resistores; Req = , para três resistores; Req = , para quatro resistores; E etc. Caso estejamos lidando com uma associação em paralelo com dois ou mais resistores de mesmo valor, temos: Req = Logo, para todos os casos acima, valor de Req ficará menor do que o valor do menor resistor na associação. Associação mista: Ocorre quando três resistores ou mais formam uma combinação da associação em série com a associação em paralelo. Nesse caso o cálculo varia conforme a situação. Logo, não podemos criar qualquer expectativa para o valor de Req. Outras associações: Há ainda, casos de outras situações que exigem cálculos específicos. Essas situações são mais raras e não veremos aqui. Por exemplo, temos a associação Triângulo – Estrela: Obs: Os resistores ôhmicos comuns têm seus valores expressos na forma de faixas de cores na sua superfície. A última delas mostra o quanto componente pode variar, ou seja, seu desvio. Entretanto, este valor pode ser calculado da seguinte forma: Valor do desvio (%) = x 100 Se o componente não apresentar uma faixa de cor para o desvio, considera-se que este possui um desvio de 20%. Material Utilizado: Um painel para associações de resistores (modelo EQ 027); Um multímetro no modo ôhmímetro; Seis conexões com pinos banana; Experimento: Utilizando o painel e os fios conectores, montamos as situações a seguir, medindo os valores ôhmicos e comparando com os valores teóricos calculados. Pela medição, cada resistor mede por volta de 97,5 Ω Podemos confirmar que esse valor é possível pelo cálculo do desvio: Desvio (%) = x 100 = 2,5 %. Tal cálculo confirma o valor medido. Já pelas cores, cada resistor mede: 1° Faixa 2° Faixa Multiplicador Tolerância Marrom Preto Marrom Dourado 1 0 10¹ Ω ± 5 % Ou seja, resistores de 100 Ω com variação de até ± 5 %, cada. Resultados: 1) Monte a associação a seguir. Calcule e meça a resistência equivalente, comparando os valores encontrados e discutindo o resultado em termos da tolerância dos resistores: Req = R1 + R2 = 100 Ω + 100 Ω = 200 Ω O valor encontrado na medição foi de 194 Ω. 2) Monte a associação a seguir. Calcule e meça a resistência equivalente, comparando os valores encontrados e discutindo o resultado em termos da tolerância dos resistores: Req = R1 + R2 + R3 = 100 Ω + 100 Ω + 100 Ω = 300 Ω O valor encontrado na medição foi de 292 Ω. 3) Monte a associação a seguir. Calcule e meça a resistência equivalente, comparando os valores encontrados e discutindo o resultado em termos da tolerância dos resistores: Req = = = 50 Ω , ou: Req = = 50 Ω O valor encontrado na medição foi de 48,9 Ω 4) Monte a associação a seguir. Calcule e meça a resistência equivalente, comparando os valores encontrados e discutindo o resultado em termos da tolerância dos resistores: Req = = Req = Req = 33,33 Ω , ou: Req = = 33,33 Ω O valor encontrado na medição foi de 32,6 Ω 5) Monte a associação a seguir. Calcule e meça a resistência equivalente, comparando os valores encontrados e discutindo o resultado em termos da tolerância dos resistores: Req = + R3 + Req = + + Req = 50 Ω + 100 Ω + 50 Ω = 200 Ω , ou: Req = + + Req = 50 Ω + 100 Ω + 50 Ω = 200 Ω O valor encontrado na medição foi de 195,2 Ω Considerações Finais/Conclusão: O experimento foi bem sucedido, de forma que podemos observar a associação de resistores e suas características. Ainda que os valores dos resistores variem, tal anomalia pode ser encontrada em todos eles, o que pode ser explicado graças ao fator do desvio, que podemos ver tanto pelas cores como pelo cálculo. Todos os componentes utilizados apresentaram a mesma faixa de desvio, o que representa que possivelmente estes saíram do mesmo lote de fabricação. As afirmações feitas sobre as associações em série e em paralelo se mostraram verdadeiras em todas as situações, nos levando a um entendimento melhor sobre como ocorrerá a passagem de corrente elétrica e tensão no circuito (ainda que esta experiência não tenha utilizado a eletricidade, de fato). Um estudo indispensável para um entendimento pleno da construção de circuito, eletricidade e das experiências que faremos a seguir. Materiais Bibliográficos Referenciais: Aulas Fisica Teórica III – EAD – Estácio de Sá Site Wikipédia < http://pt.wikipedia.org/ > Site Aprendendo Só Física < www.sofisica.com.br >
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