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Resistência de uma placa Nome: Turma: Sábado 08:30/10:30 Introdução No experimento a seguir, estaremos mostrando o meio prático para calcular a resistência de uma placa, utilizando um resistor sozinho, o mesmo em série e em paralelo, vamos provar a lei de ohms em que a resistência dessa placa é igual a voltagem, dividido pela intensidade de corrente. Objetivos Verificar se o resistor é ôhmico. Teoria George Simon Ohm foi um físico alemão que viveu entre os anos de 1789 e 1854 e verificou experimentalmente que existem resistores nos quais a variação da corrente elétrica é proporcional à variação da diferença de potencial (ddp). Simon realizou inúmeras experiências com diversos tipos de condutores, aplicando sobre eles várias intensidades de voltagens, contudo, percebeu que nos metais, principalmente, a relação entre a corrente elétrica e a diferença de potencial se mantinha sempre constante. Dessa forma, elaborou uma relação matemática que diz que a voltagem aplicada nos terminais de um condutor é proporcional à corrente elétrica que o percorre, matematicamente fica escrita do seguinte modo: V = R.i Onde: • V é a diferença de potencial, cuja unidade é o Volts (V); • i é a corrente elétrica, cuja unidade é o Àmpere (A); • R é a resistência elétrica, cuja unidade é o Ohm (Ω). É importante destacar que essa lei nem sempre é válida, ou seja, ela não se aplica a todos os resistores, pois depende do material que constitui o resistor. Quando ela é obedecida, o resistor é dito resistor ôhmico ou linear. A expressão matemática descrita por Simon vale para todos os tipos de condutores, tanto para aqueles que obedecem quanto para os que não obedecem a lei de Ohm. Fica claro que o condutor que se submete a esta lei terá sempre o mesmo valor de resistência, não importando o valor da voltagem. E o condutor que não obedece, terá valores de resistência diferentes para cada valor de voltagem aplicada sobre ele. Associação de resistores A associação de resistores é muito comum em vários sistemas, quando queremos alcançar um nível de resistência em que somente um resistor não é suficiente. Qualquer associação de resistores será representado pelo Resistor Equivalente, que representa a resistência total dos resistores associados. - Associação em série Em uma associação em série de resistores, o resistor equivalente é igual à soma de todos os resistores que compôem a associação. A resistência equivalente de uma associação em série sempre será maior que o resistor de maior resistência da associação. Veja porque: - A corrente elétrica que passa em cada resistor da associação é sempre a mesma: i = i1 = i2 = i3= i4 .. - A tensão no gerador elétrico é igual à soma de todas as tensões dos resistores: V = V1 + V2 + V3 + V4 .. - A equação que calcula a tensão em um ponto do circuito é: V = R . i , então teremos a equação final: Req . i = R1 . i1 + R2 . i2 + R3 . i3 + R4 . i4 ... Como todas as correntes são iguais, podemos eliminar esses números da equação, que é encontrado em todos os termos: Req = R1 + R2 + R3 + R4 .. - Associação em paralelo Em uma associação em paralelo de resistores, a tensão em todos os resistores é igual, e a soma das correntes que atravessam os resistores é igual à resistência do resistor equivalente (no que nos resistores em série, se somava as tensões (V), agora o que se soma é a intensidade (i)). A resistência equivalente de uma associação em paralelo sempre será menor que o resistor de menor resistência da associação. - Tensões iguais: V = V1 = V2 = V3 = V4 ... - Corrente no resistor equivalente é igual à soma das correntes dos resistores: i = i1 + i2 + i3 + i4.. - A equação que calcula a corrente em um ponto do circuito é: i = V / R , logo V / Req = (V1 / R1) + (V2 / R2) + (V3 / R3) + (V4 / R4) .. Como toda as tensões são iguais, podemos eliminá-las de todos os termos da equação: 1 / Req = (1 / R1) + (1 / R2) + (1 / R3) + (1 / R4) .. Quando se trabalha com apenas dois resistores em paralelo, podemos utilizar a equação abaixo: Req = (R1 . R2) / (R1 + R2) Associação Mista Em um mesmo circuito podem ser encontrados resistores em série e resistores em paralelo. Para calcular a resistência total do circuito, deve-se primeiro calcular a resistência equivalente dos resistores em paralelo, e em posse desse valor, considerá-lo como se fosse mais um resistor em série. Materiais utilizados Placa de circuito Multímetro Cabos Fonte Procedimento prático 1º passo – Com o multímetro, medimos a resistência do resistor individual. 1º passo- Medimos a resistência do resistor em série e em paralelo. 3º passo – ligamos a fonte e conectamos os cabos na fonte e na placa, e passando pelo multímetro, assim identificamos a amperagem que o multímetro mede, depois que a corrente passa pela placa, assim percebemos o efeito da resistência. 4º passo – repetimos o processo com 3 amperagens distintas, isso com os resistores em série. Após feito isso repetimos o processo com o mesmo em paralelo. Dados obtidos Resistência do resistor (Ω) Sozinho Em Série Em paralelo 100 200 50 Conectando a fonte Resistor sozinho Voltagem (V) Amperagem (A) Resistência (Ω) 4,9 0,05 98 3,1 0,03 103 2,1 0,02 105 Conectando a fonte Resistor em série Voltagem (V) Amperagem (A) Resistência (Ω) 4,9 0,02 210 3,1 0,02 155 2,1 0,01 245 Conectando a fonte Resistor em paralelo Voltagem (V) Amperagem (A) Resistência (Ω) 4,9 0,10 49 3,1 0,06 51,6 2,1 0,04 52,5 Discussão de dados Através da formula V = R.I, onde voltagem é igual a resistência, multiplicado por intensidade. Podemos calcular a resistência do resistor, tanto em série, quanto em paralelo, segue cálculo. Obs:. Os valores já foram colocados na tabela anterior. Resistor sozinho 4,9 = R.0,05 então, R = 98Ω 3,1 = R.0,03 então, R = 103Ω 2,1 = R.0,02 então, R = 105Ω Resistor em Série 2,1 = R.0,01 então, R = 201Ω 3,1 = R.0,02 então, R = 155Ω 4,9 = R.0,02 então, R = 245Ω Resistor em Paralelo 4,9 = R.0,10 então, R = 49Ω 3,1 = R.0,06 então, R = 51,4Ω 2,1 = R.0,04 então, R = 52,5Ω Gráfico do resistor sozinho Gráfico do resistor em Série Gráfico do resistor em Paralelo Conclusão Neste experimento, verificamos que a associação de resistores em um circuito elétrico influencia diretamente na corrente elétrica e varia os valores de resistência de acordo com a disposição dos mesmos, estando em serie ou em paralelo e também foi verificado que os resistores em paralelo, obedecem a lei de Ohm (v = R . i) e sendo assim podemos considera-los como ôhmicos, os resistores em série, como vemos no gráfico, não são ôhmicos, isso, devido a variação de corrente devido a baixa tensão aplicada e a alta resistência formada, aumentando substancialmente a margem de erro. Caso fosse feito com uma tensão mais alta, conseguiríamos provar que os resistores são ôhmicos.
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