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FACULDADE ESTÁCIO - CAMPUS SÃO LUÍS DISCIPLINA: FÍSICA TEÓRICA E EXPERIMENTAL III PROFESSOR: MSc. WELLINGTON SANTOS EXPERIMENTO 6: CÓDIGO DE CORES (Resistência Elétrica) DATA DA REALIZAÇÃO: 12/ 04/ 2017 Equipe: Erica R. Cardoso dos Santos Eurielica Gama Sousa Paulo Daniel Camarano Monteiro Rosane Rabelo Lopes Sabrina Sodré Marques FACULDADE ESTÁCIO - CAMPUS SÃO LUÍS DISCIPLINA: FÍSICA TEÓRICA E EXPERIMENTAL III PROFESSOR: MSc. WELLINGTON SANTOS 1. OBJETIVO O objetivo deste experimento é colocar em prática o conhecimento teórico adquirido sobre resistores e seus códigos de cores, tendo competência para determinar o valor e a tolerância de uma resistência utilizando o código de cores comercial. 2. INTRODUÇÃO Antes de tratar sobre resistência elétrica e código de cores, precisa-se conhecer um pouco sobre os condutores e isolantes elétricos. A classificação dos materiais em condutores e isolantes vai depender de sua estrutura atômica. É essa característica que define sua capacidade ou não de conduzir eletricidade. Os materiais condutores possuem elétrons livre que tem facilidade de se movimentar pelo material, tornando-o um condutor elétrico. De maneira geral os metais são bons condutores. O metal mais usado em instalações elétricas é o cobre, pois é um bom condutor e o preço é viável. A prata é um material de condutibilidade superior ao do cobre, mas o custo é elevado. Já o chumbo é o pior condutor entre eles. No entanto os isolantes, também conhecidos como dielétricos, seus elétrons se movimentam com dificuldade devido a sua estrutura atômica dificultando ou até mesmo não permitindo a passagem de corrente elétrica. A borracha, a madeira seca, o vidro, são exemplos bem comuns de materiais isolantes. Figura 01 – Exemplo de material condutor com acabamento isolante Fonte: http://alunosonline.uol.com.br/fisica/materiais-condutores-isolantes.html. Acesso mai.2017 FACULDADE ESTÁCIO - CAMPUS SÃO LUÍS DISCIPLINA: FÍSICA TEÓRICA E EXPERIMENTAL III PROFESSOR: MSc. WELLINGTON SANTOS Figura 02 – Exemplos de cabos para instalações elétricas Fonte: http://jornaldainstalacao.com.br/index.php?id_secao=1¬icia=12257. Acesso mai.2017 3. RESISTÊNCIA ELÉTRICA A resistência elétrica nada mais é que a capacidade que o corpo tem de se opor a passagem da corrente elétrica. Ela funciona da seguinte maneira. Quando um condutor é submetido a uma carga, ou seja, uma diferença de potencial, no seu interior percorre a corrente elétrica, através dos movimentos dos elétrons livres, durante esse processo os elétrons começam a se colidir, gerando uma maior dificuldade da corrente elétrica percorrer. E é justamente essa dificuldade em atravessar o condutor é que denominamos de resistência elétrica. E essa resistência, pode variar de acordo com a característica do material condutor, sua largura (seção transversal), comprimento ou até mesmo a temperatura que ele é submetido. Durante esse processo de passagem da corrente elétrica, nas instalações é comum o uso de resistores. Eles são componentes de circuitos elétricos passivos que tem a função de limitar a quantidade de corrente elétrica que você deseja que atravesse. FACULDADE ESTÁCIO - CAMPUS SÃO LUÍS DISCIPLINA: FÍSICA TEÓRICA E EXPERIMENTAL III PROFESSOR: MSc. WELLINGTON SANTOS Figura 03 – Símbolo de um resistor ligado a corrente Fonte: http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/resistores.html. Acesso mai.2017 É muito comum se ouvir alguém falar resistência quando na verdade está falando de um resistor. Como por exemplo, no chuveiro elétrico, que quando queima, acabamos achando que queimou a resistência quando na verdade queimou o resistor. A resistência é uma característica do resistor. Vale ressaltar, que durante o processo de movimentação dos elétricos no interior do resistor, a energia elétrica que atravessa é transformada em energia térmica (calor). Esse efeito é chamado de Efeito Joule. Existem resistores que tem exclusivamente essa função. Como chuveiros elétricos e ferros de passar. Figura 04 – Componente de chuveiro elétrico Fonte: http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/resistores.html. Acesso mai.2017 Figura 05 – Exemplo de resistor Fonte: http://alunosonline.uol.com.br/fisica/resistencia-eletrica.html. Acesso mai.2017 FACULDADE ESTÁCIO - CAMPUS SÃO LUÍS DISCIPLINA: FÍSICA TEÓRICA E EXPERIMENTAL III PROFESSOR: MSc. WELLINGTON SANTOS Figura 06 – Processo de colisão de elétrons em um resistor Fonte: https://www.mundodaeletrica.com.br/o-que-e-resistencia-eletrica. Acesso mai.2017 3.1 TIPOS DE RESISTORES Os tipos de resistores variam de acordo com a função desejada basicamente existem 6 tipos, são eles: - O resistor fixo pode ser fabricado com filme carbono, filme metálico, fio, etc E ter potência de 1/8 de Watts até 2 Watts; - O resistor potenciômetro é um resistor variável de ajuste manual que é utilizado para controlar a potência de amplificadores de som, etc; - O resistor reostato este é um tipo de resistor variável onde existem dois terminais. Basicamente ele assume a condição de resistor fixo e variável ao mesmo tempo. Quando a corrente elétrica no circuito é muito alta é necessário ter um reostato para manter a temperatura; - O resistor varistor é o resistor variável mais comum e mais clássico. Ele assume dois valores de resistência bem opostos e extremos; -O resistor termistor que varia de resistência de acordo com a temperatura no ambiente em que estão. FACULDADE ESTÁCIO - CAMPUS SÃO LUÍS DISCIPLINA: FÍSICA TEÓRICA E EXPERIMENTAL III PROFESSOR: MSc. WELLINGTON SANTOS - E o resistor LDR é o mais recente, e possui resistência variável de acordo com a incidência de luz sobre seus receptores. 3.2 CÁLCULO DA RESISTÊNCIA ELÉTRICA A resistência elétrica pode ser calculada de duas formas. Pois ela pode variar de acordo com o comprimento, largura e natureza do material, como também podem variar de acordo com a tensão e a corrente. Primeiramente, vamos calcular aplicando a Primeira Lei de Ohm. Ela só a válida para materiais que possuem resistência elétrica constante. Essa equação pode ser expressa da seguinte forma: Onde: R → resistência (ohm – Ω) U ou V→ diferença de potencial (volt - V) I → intensidade da corrente (ampere – A) Para calcular a resistência em relação às dimensões e a natureza do material, temos que utilizar a Segunda Lei de Ohm. A equação é expressa da seguinte forma: Onde: R → resistência (ohm – Ω) ρ→ resistividade elétrica do material L→ comprimento do condutor (metros – m) A→ área da seção transversal do condutor (área – m²) FACULDADE ESTÁCIO - CAMPUS SÃO LUÍS DISCIPLINA: FÍSICA TEÓRICA E EXPERIMENTAL III PROFESSOR: MSc. WELLINGTON SANTOS 3.3 – CÓDIGOS DE CORES (caracterização de um resistor) Os resistores são componentes muito pequenos dificultando a visualização dos valores Para facilitar essa identificação, eles são identificados em código de cores, ele possui uma série de faixas coloridas onde cada um representa um algarismo. Os resistores produzidos industrialmente observam o código de cores da norma internacional IEC. Este código serve para caracterizar o valor da resistência, e em alguns casos, a sua tolerância e a temperatura. Dependendo da série do resistor, a norma prevê o uso de 3,4,5, ou 6 faixas de cores para representar o valor comercial de um resistor.Para determinar o valor de um resistor identifique nele o numero de faixas e a cor de cada uma deles. Figura 07 – Tabela com o código de cores de um resistor Fonte: http://www.audioacustica.com.br/exemplos/Valores_Resistores/Calculadora_Ohms_Resistor.html . Acesso mai.2017 3.3.1 - A identificação das faixas - Como posicionar a primeira faixa Considerando como primeira faixa aquela mais próxima da extremidade do resistor. Observação: outra maneira é verificar a faixa que está mais afastada das outras FACULDADE ESTÁCIO - CAMPUS SÃO LUÍS DISCIPLINA: FÍSICA TEÓRICA E EXPERIMENTAL III PROFESSOR: MSc. WELLINGTON SANTOS faixas. Esta será a última faixa de cor a ser considerada. Atenção! Dependendo do número de faixas, o significado da última faixa pode mudar. Os resistores mais comuns são fabricados com tolerância de 5 ou 10% e ´possuem 4 faixas coloridas enquanto os registradores mais precisos, com tolerância de 2,1% ou menos, são marcados com 5 faixas. Figura 08 – Identificação das faixas Fonte: http:// ilescola.uol.com.br/fisica/codigo-cores-para-resistores.html. Acesso mai.2017 Os resistores com 3 faixas de cor A cor da Faixa 1 representa o valor do primeiro digito. A cor da Faixa 2 representa o valor do segundo digito. A cor da Faixa 3 representa o número de zeros a ser adicionado aos dígitos anteriores. Os resistores com 4 faixas de cor A cor da Faixa 1 representa o valor do primeiro digito. A cor da Faixa 2 representa o valor do segundo digito. A cor da Faixa 3 representa o número de zeros a ser adicionado aos dígitos anteriores. A cor da Faixa 4 representa a tolerância Os resistores com 4 faixas de cor A cor da Faixa 1 representa o valor do primeiro digito. A cor da Faixa 2 representa o valor do segundo digito. A cor da Faixa 3 representa o valor do terceiro digito. A cor da Faixa 4 representa o número de zeros a ser adicionada aos dígitos anteriores. FACULDADE ESTÁCIO - CAMPUS SÃO LUÍS DISCIPLINA: FÍSICA TEÓRICA E EXPERIMENTAL III PROFESSOR: MSc. WELLINGTON SANTOS A cor da Faixa 5 representa a tolerância Os resistores com 6 faixas de cor A cor da Faixa 1 representa o valor do primeiro digito. A cor da Faixa 2 representa o valor do segundo digito. A cor da Faixa 3 representa o valor do terceiro digito. A cor da Faixa 4 representa o numero de zeros a ser adicionado aos dígitos anteriores. A cor da Faixa 5 representa a tolerância A cor da Faixa 6 representa o coeficiente de temperatura em partes por mil ohms por graus célsius. 4. MATERIAL UTILIZADO: O procedimento foi realizado com os seguintes materiais: 06 resistores cujos valores estejam indicados pelo código de cores. Figura 09 – Material utilizado Fonte: Autor, Laboratório Estácio, maio 2017 5. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Abaixo o roteiro utilizado para realização do experimento: 5.1. Preencha a tabela, onde R1 a R6 representa o conjunto de 6 resistores cujos valores estejam indicados pelo código de cores: Abaixo segue tabela preenchida com os resultados obtidos: FACULDADE ESTÁCIO - CAMPUS SÃO LUÍS DISCIPLINA: FÍSICA TEÓRICA E EXPERIMENTAL III PROFESSOR: MSc. WELLINGTON SANTOS TABELA 01 – Dados obtidos no Experimento Fonte: Autor, Laboratório Estácio, maio 2017 1ª Faixa 2ª Faixa 3ª Faixa 4ª Faixa 5ª Faixa 6ª Faixa Resistor Cor Valor Cor Valor Cor Valor Cor Valor Cor Valor Cor Valor R (pelo código) R1 Marrom 1 Verde 5 Vermelho 00 Ouro 5% x x x x 1500±75Ω R2 Amarelo 4 Azul 6 Amarelo 4 Ouro 0 Sem cor 20% x x 4640±928Ω R3 Marrom 1 Violeta 7 Vermelho 2 Sem cor -- Ouro 5% x x 172±8,6Ω R4 Marrom 1 Vermelho 2 Laranja 000 Ouro 5% x x x x 1200±600Ω R5 Laranja 3 Laranja 3 Vermelho 00 ouro 5% x x x x 3300±165Ω R6 Amarelo 4 Verde 5 Violeta 7 Laranja 000 Ouro 5% x x 45700±22850Ω FACULDADE ESTÁCIO - CAMPUS SÃO LUÍS DISCIPLINA: FÍSICA TEÓRICA E EXPERIMENTAL III PROFESSOR: MSc. WELLINGTON SANTOS CONCLUSÃO A realização desse experimento foi importante para entender na prática o conhecimento teórico adquirido sobre resistência elétrica, tipos de materiais condutores e isolantes, como também o uso de resistores, seus tipos e aplicabilidades. O objetivo do experimento em determinar os valores e identificar através da tabela do código de cores foi alcançado. FACULDADE ESTÁCIO - CAMPUS SÃO LUÍS DISCIPLINA: FÍSICA TEÓRICA E EXPERIMENTAL III PROFESSOR: MSc. WELLINGTON SANTOS 8. BIBLIOGRAFIA 1. HALLIDAY & RESNICK, Fundamentos da Física –9ª Edição - Vol. 03, Rio de Janeiro- Editora LTC, 2013; 2. Disponível em: < http://brasilescola.uol.com.br/fisica/codigo-cores-para- resistores.htm> Acesso em: 24/05/2017; 3. Disponível em: < http://www.audioacustica.com.br/exemplos/Valores_Resistores/Calculadora_Ohms_Re sistor.html> Acesso em: 24/05/2017; 4. Disponível em: < http://www.tecnogera.com.br/blog/entenda-o-que-e-resistencia- eletrica/> Acesso em: 24/05/2017; 5. Disponível em: < http://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-resistencia- eletrica.htm>. Acesso em: 24/05/2017; 6. Disponível em: < https://www.todamateria.com.br/resistencia-eletrica/> Acesso em: 24/05/2017; 7. Disponível em http://www.efeitojoule.com/2008/05/vestibular-faculdades- resistencia.html> Acesso em: 24/05/2017;
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