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UNIVERSIDADE DE UBERABA-UNIUBE RESISTORES RELATÓRIO Nº6 LEILIANE DE FÁTIMA ARTAGNAN R.A: 5138285 TURMA: 26 UBERABA-MG 2017 UNIVERSIDADE DE UBERABA-UNIUBE Relatório de física prática sobre Resistores, apresentado a Universidade de Uberaba. Professor: LUCIANO HENRIQUE UBERABA-MG 2017 RESISTORES 1. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Resistência Elétrica Ao aplicar-se uma tensão U, em um condutor qualquer se estabelece nele uma corrente elétrica de intensidade i. Para a maior parte dos condutores estas duas grandezas são diretamente proporcionais, ou seja, conforme uma aumenta o mesmo ocorre à outra. Desta forma: A esta constante chama-se resistência elétrica do condutor (R), que depende de fatores como a natureza do material. Quando esta proporcionalidade é mantida de forma linear, chamamos o condutor de ôhmico, tendo seu valor dado por: Sendo R constante, conforme enuncia a 1ª Lei de Ohm: Para condutores ôhmicos a intensidade da corrente elétrica é diretamente proporcional à tensão (ddp) aplicada em seus terminais. A resistência elétrica também pode ser caracterizada como a "dificuldade" encontrada para que haja passagem de corrente elétrica por um condutor submetido a uma determinada tensão. No SI a unidade adotada para esta grandeza é o ohm (Ω), em homenagem ao físico alemão Georg Simon Ohm. Pode-se também definir uma grandeza chamada Condutância elétrica (G), como a facilidade que uma corrente tem em passar por um condutor submetido à determinada tensão, ou seja, este é igual ao inverso da resistência: E sua unidade, adotada pelo SI é o siemens (S), onde: Resistores Os resistores são elementos de circuitos que possuem a função de limitar a corrente elétrica Resistores são componentes de circuitos elétricos que possuem a função de limitar os valores da corrente elétrica de acordo com necessidades específicas. A sua função é resistir à passagem da corrente elétrica, por isso, a maior parte deles é feita com carvão em pasta, componente que é isolante elétrico. Quando um determinado circuito elétrico for ilustrado, o símbolo abaixo será utilizado para identificar um resistor: Símbolo de resistores em um circuito elétrico • Efeito Joule: A limitação da corrente elétrica feita pelos resistores ocorre pela transformação de energia elétrica em calor. Quando os elétrons em movimento (corrente elétrica) chocam-se com os átomos que formam o material condutor, o atrito gera calor, e esse fenômeno é denominado de Efeito Joule. Existem alguns resistores destinados exclusivamente para a geração de calor por meio do Efeito Joule. Eles são denominados de resistências elétricas e podem ser encontrados em chuveiros e ferros elétricos, por exemplo. Resistência de chuveiro • Resistores ôhmicos A resistência de um resistor é a grandeza que determina a sua capacidade de resistir à passagem da corrente elétrica. Ela pode ser definida como a divisão entre a diferença de potencial (ddp) à qual está submetida o resistor e a corrente elétrica que o atravessa: R = 𝑈 𝑖 *U é a ddp à qual o resistor está submetido e i é a corrente elétrica que o atravessa. Escrevendo a equação acima na forma U = R.i, teremos a chamada Primeira lei de Ohm. A unidade definida pelo Sistema Internacional de Unidades para a resistência de um resistor é o ohm (simbolizada por Ω). Esse termo é uma homenagem ao físico alemão Georg Simon Ohm. • Gráfico da ddp versus a corrente O gráfico da ddp versus a corrente elétrica que passa por um resistor mostra se a resistência mantém-se constante ou não com os aumentos de ddp e corrente. Os resistores de resistência constante são denominados de resistores ôhmicos e seu gráfico característico é uma reta. Esse gráfico permite uma avaliação imediata do comportamento de um resistor. Como essa reta é fruto da equação da Primeira Lei de Ohm, podemos observar que o coeficiente angular da reta é o valor da própria resistência do resistor. • O valor da resistência Para resistores muito pequenos que compõem circuitos elétricos, por exemplo, existe um código de cores que define o valor da resistência do resistor a partir de valores atribuídos a cores específicas. Código de cores dos resistores Na imagem cada, cor possui um valor determinado, que, devidamente associados, fornecem o valor da resistência do condutor. Código de Cores dos Resistores Toda a eletrônica é baseada na compreensão do funcionamento de 4 componentes principais, ou seja, o Resistor, o Capacitor, o Indutor e os Semicondutores. Cada um desses elementos exerce uma ou mais funções dentro de um circuito eletrônico e esse artigo tratará especificamente dos Resistores, que são componentes que têm a função principal de limitar o fluxo de corrente elétrica em um circuito. Neste texto o foco será dado ao código de cores que permite a identificação dos valores dos diversos Resistores encontrados no mercado. Durante o estudo do código de cores você aprenderá a identificar os valores de Resistores comuns que utilizam duas ou três faixas de cores e terá acesso à tabela com o código de cores. Em todo circuito eletrônico há três grandezas envolvidas no funcionamento do mesmo: 1) Tensão, 2) Corrente e 3) Resistência. Essas grandezas se relacionam segundo uma lei conhecida como Lei de Ohm, que diz que a corrente que circula em um circuito elétrico/eletrônico é proporcional à razão entre a tensão e a resistência do mesmo. Em outras palavras, I = V / R, em que I é a corrente, V é a tensão e R é a resistência. A partir desta relação é possível notar a importância dos Resistores, pois sem eles a corrente em um circuito tenderia a infinito, pois a divisão de qualquer valor por zero tende a infinito e o resultado disso pode ser desastroso, culminando com a destruição do circuito. Sendo assim, sempre haverá a necessidade de limitar o fluxo de corrente por um circuito e isso é feito utilizando-se elementos resistivos, em especial os Resistores. É importante destacar que a unidade de medida dos Resistores é chamada de Ohm. Os Resistores são divididos normalmente em dois grandes grupos, sendo um deles o grupo dos Resistores de uso comum e o outro o grupo dos Resistores de alta precisão. Evidentemente os de uso comum são os mais utilizados nos circuitos de uso geral e é sobre eles que esse artigo tratará. Todos os Resistores, dos dois grupos, podem ser identificados utilizando-se um código de cores especial que ao ser corretamente interpretado nos permite identificar o valor da resistência do componente. Nos Resistores de uso comum esse código é formado por um conjunto de duas ou três faixas coloridas que indicam o valor do componente e uma última faixa que indica a tolerância do mesmo. Na figura a seguir é possível observar um Resistor de uso comum e as suas faixas coloridas. O exemplo de Resistor mostrado acima utiliza um código formado por três faixas coloridas (marrom, preto, amarelo) e uma última faixa que indica sua precisão (dourado). Os Resistores de uso comum que possuem valores de resistência maiores ou iguais a 10 Ohm possuem três faixas que indicam seus valores. Por outro lado, para aqueles com valores de resistência inferiores a 10 Ohms o códigode cores é formado por duas faixas, conforme pode ser observado na figura a seguir. Dependendo da quantidade de faixas coloridas presentes nos Resistores, a forma de interpretação das mesmas é diferente. Vamos iniciar a análise pelos resistores de duas faixas, contudo, primeiro é preciso conhecer a tabela de cores. Esta tabela é formada por doze cores e é exibida a seguir. Como pode ser observado, cada cor possui um número atribuído à mesma e, no caso das cores Ouro e Prata, uma porcentagem que indica o quanto pode variar para cima ou para baixo o valor do Resistor. No caso dos Resistores com valores inferiores a 10 Ohms são utilizadas duas faixas coloridas e é preciso imaginar que entre elas há um ponto decimal separando o valor representado pela primeira faixa do valor representado pela segunda faixa. Veja o exemplo abaixo. A primeira faixa do Resistor mostrado acima é de cor marrom, portanto, de acordo com a tabela de cores, seu valor é um. A segunda faixa, de cor preta, possui valor zero. Deste modo, esse Resistor possui uma resistência de 1.0 Ohm, ou seja, 1 Ohm. A tolerância do mesmo é de 5%, pois a última faixa é de cor ouro ou dourada. Apenas para apresentar mais um exemplo, suponha que a segunda faixa do mesmo Resistor mostrado acima fosse de cor vermelha. Nesse caso, seu valor seria 1.2 Ohms, pois a cor vermelha representa o número 2. Para os Resistores com valores de resistência maiores ou iguais a 10 Ohms o procedimento de interpretação do código de cores é diferente. Neste caso, as duas primeiras faixas representam seus valores equivalentes aos mostrados na tabela de cores, porém, a terceira faixa, é um fator multiplicador igual a 10 elevado ao valor da faixa. O exemplo abaixo deixará isso mais claro. No caso do Resistor acima, seu valor é de 100.000 Ohms ou 100 KOhms com tolerância de 5%, pois a primeira faixa é marrom (1), a segunda é preta (0), a terceira é amarela (10^4) e a última é de cor ouro. Outra forma de interpretar a terceira faixa colorida é imaginando que ela representa a quantidade de zeros que segue o valor estabelecido pelas duas primeiras faixas. Neste exemplo, como o número da cor amarela é o quatro indica que após o número 10 (marrom, preto) seguem quatro zeros, ou seja 10 seguido de 0000, resultado em 100.000 Ohms (100 KOhms). Como é possível perceber, não é difícil aprender a interpretar o código de cores dos resistores, porém, é preciso práticar para conseguir identificar rapidamente o valor de um Resistor observando suas cores. E foi pensando em lhe ajudar a praticar que o Laboratório de Eletrônica criou um game gratuito para Android que poderá lhe ajudar na tarefa de treinar a interpretação do código de cores dos Resistores. Desse modo, você aprenderá se divertindo. TABELA DE CÓDIGO DE CORES DE RESISTORES 2. OBJETIVO Aprender a fazer a leitura do valor nominal do resistor, através do código de cores e a verificação da tolerância em relação ao valor nominal e medido. 3. MATERIAL UTILIZADO • Matiz de contato; • Multímetro; • Resistores de valores diferentes. 4. METODOLOGIA • Identificar a cor da primeira faixa, e verificar através da tabela de cores o algarismo correspondente à cor. Este algarismo será o primeiro dígito do valor do resistor. • Identificar a cor da segunda faixa. Determinar o algarismo correspondente ao segundo dígito do valor da resistência. • Identificar a cor da terceira faixa. Determinar o valor para multiplicar o número formado pelos itens 1 e 2. Efetuar a operação e obter o valor da resistência. • Identificar a cor da quarta faixa e verificar a porcentagem de tolerância do valor nominal da resistência do resistor. • OBS.: A primeira faixa será a faixa que estiver mais perto de qualquer um dos terminais do resistor. • Medir o valor do resistor utilizando o multímetro. • Utilizando a fórmula abaixo verifique se o valor lido(nominal) e o valor medido estão dentro da tolerância permitida pelo resistor. 5. RESULTADOS E ANÁLISES Tabela de cores Cores 1ª Faixa 1º digito 2ª Faixa 2ºdigito 3ª Faixa Multiplicador 4ª Faixa Tolerância Prata - - 0,01 10% Ouro - - 0,1 5% Preto 0 0 1 - Marrom 01 01 10 1% Vermelho 02 02 100 2% Laranja 03 03 1 000 3% Amarelo 04 04 10 000 4% Verde 05 05 100 000 - Azul 06 06 1 000 000 - Violeta 07 07 10 000 000 - Cinza 08 08 - - Branco 09 09 - - RESISTORES RESISTOR 1 AZUL VIOLETA LARANJA OURO 6 7 *1000 5% Resistência Nominal= 67*1000= 67000 Ω Resistência Medida=67600 Ω 𝐸(%) = | 𝑅𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙−𝑅𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎| 𝑅𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 ∗ 100% 𝐸(%) = | 67000−67600| 67600 ∗ 100% 𝐸(%) = 0,89% RESISTOR 2 MARRON PRETO LARANJA OURO 1 0 *1000 5% Resistência Nominal= 10*1000=10000 Ω Resistência Medida=10050 Ω 𝐸(%) = | 10000−10050| 10050 ∗ 100% 𝐸(%) = 0,5% RESISTOR 3 VERDE MARRON MARRON OURO 5 1 *10 5% Resistência Nominal= 51*10=510 Ω Resistência Medida=518 Ω 𝐸(%) = | 510−518| 518 ∗ 100% 𝐸(%) = 1,54% RESISTOR 4 MARRON PRETO MARRON OURO 1 0 *10 5% Resistência Nominal= 10*10=100 Ω Resistência Medida=97 Ω 𝐸(%) = | 100−97| 97 ∗ 100% 𝐸(%) = 3,09% RESISTOR 5 MARRON PRETO PRETO OURO 1 0 *1 5% Resistência Nominal= 10*1=10 Ω Resistência Medida=10 Ω 𝐸(%) = | 10−10| 10 ∗ 100% 𝐸(%) = 0 RESISTOR 6 VERMELHO VERMELHO VERMELHO OURO 2 2 *100 5% Resistência Nominal= 22*100=2200 Ω Resistência Medida=2100 Ω 𝐸(%) = | 2200−2100| 2100 ∗ 100% 𝐸(%) = 4,76% RESISTOR 7 VERDE AZUL AMARELO OURO 5 6 *10000 5% Resistência Nominal=56*10000=560000 Ω Resistência Medida=567000 Ω 𝐸(%) = | 560000−567000| 567000 ∗ 100% 𝐸(%) = 1,23% RESISTOR 8 VERDE MARRON PRETO OURO 5 1 *1 5% Resistência Nominal=51*1=51 Ω Resistência Medida=49 Ω 𝐸(%) = | 51−49| 49 ∗ 100% 𝐸(%) = 4,08% RESISTOR 9 VERMELHO VERMELHO PRETO OURO 2 2 *1 5% Resistência Nominal=22*1=22 Ω Resistência Medida=21 Ω 𝐸(%)= | 22−21| 21 ∗ 100% 𝐸(%) = 4,76% RESISTOR 10 AMARELO VIOLETA PRETO OURO 4 7 *1 5% Resistência Nominal=47*1=47 Ω Resistência Medida=47Ω 𝐸(%) = | 47−47| 47 ∗ 100% 𝐸(%) = 0 Dados obtidos no experimento: Resistores Valor Lido (nominal) Valor medido Erro(%) Resistor 1 67000 67600 0,89 Resistor 2 10000 10050 0,5 Resistor 3 510 518 1,54 Resistor 4 100 97 3,09 Resistor 5 10 10 0 Resistor 6 2200 2100 4,76 Resistor 7 560000 567000 1,23 Resistor 8 51 49 4,08 Resistor 9 22 21 4,76 Resistor 10 47 47 0 6. CONCLUSÃO Este experimento tem como objetivo aprender a calcular a resistência nominal através das cores e a variação de tolerância. A princípio com as cores dos resistores fizemos o seu valor nominal consultando a tabela de cores, em seguida com um multímetro fizemos a leitura medida. Na primeira etapa quando fizemos o valor da resistência lida nela também obtivemos o valor da tolerância que também é indicada pela a tabela. Na segunda parte quando usamos o multímetro para fazer a leitura, usando o valor nominal e o valor mínimo calculamos a porcentagem de erro para verificar se estes valores estão dentro da tolerância permitida pelo resistor. 7. REFERÊNCIAS • SÓ FISICA; resistência elétrica. Disponível em: < http://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrodinamica/resi stencia.php>. Acesso em 10 de Novembro de 2017. • SÓ FISICA; resistores . Disponível em: < http://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrodinamica/resi stores.php>. Acesso em 10 de Novembro de 2017. • RESISTORES; Disponível em: <http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/resistores.htm>. Acesso em 10 de Novembro de 2017. • RESISTORES; código de cores. Disponível em: < http://labdeeletronica.com.br/codigo-de-cores-dos-resistores/>. Acesso em 10 de Novembro de 2017.
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