Resistores em Circuitos Elétricos

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ 
CAMPUS: NITERÓI 
CURSO: ENGENHARIAS 
 
 
RELATÓRIO DE FÍSICA III 
RESISTORES 
 
HAINNER VICTOR RANGEL 
LUANE SOUZA RUBIM GONÇALVES 
SILVERIO P. BRAGANÇA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Maio 2018 
 
➢ Conceito 
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. 
 
Associação em Série 
Associar resistores em série significa ligá-los em um único trajeto, ou seja: 
 
Como existe apenas um caminho para a passagem da corrente elétrica esta é 
mantida por toda a extensão do circuito. Já a diferença de potencial entre cada 
resistor irá variar conforme a resistência deste, para que seja obedecida a 1ª 
Lei de Ohm, assim: 
 
Esta relação também pode ser obtida pela análise do circuito: 
 
Sendo assim a diferença de potencial entre os pontos inicial e final do circuito é 
igual à: 
 
 
Analisando esta expressão, já que a tensão total e a intensidade da corrente 
são mantidas, é possível concluir que a resistência total é: 
 
Ou seja, um modo de se resumir e lembrar-se das propriedades de um circuito 
em série é: 
Tensão (ddp) (U) se divide 
Intensidade da 
corrente (i) 
se conserva 
Resistência total (R) 
soma algébrica das resistência em cada 
resistor. 
 
Associação em Paralelo 
 
Nesse tipo de associação os resistores são ligados um do lado do outro, de 
forma que todos os resistores ficam submetidos à mesma diferença de 
potencial, veja como fica o esquema de um circuito com associação de 
resistores em paralelo: 
 
A corrente elétrica total que circula por este tipo de circuito é igual à soma da 
corrente elétrica que atravessa cada um dos resistores, ou seja: 
i = i1 + i2 + i3 
O valor da resistência equivalente desse tipo de circuito elétrico é sempre 
menor do que o valor de qualquer uma das resistências que compõem o 
circuito. E para calcular o seu valor, o da resistência equivalente, podemos 
utilizar a seguinte equação matemática: 
 
 
 
 
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 
 
Os resistores que compõem circuitos elétricos geralmente possuem quatro 
faixas coloridas, a função das cores é determinar o valor da resistência do 
resistor sem a necessidade de aparelhos de medida. 
As duas primeiras faixas de cores representam os dois primeiros algarismos do 
valor da resistência. A terceira faixa indica o número de zeros que compõem o 
valor da resistência. A quarta faixa representa a tolerância ou incerteza da 
medida do valor do resistor. Sendo dourada, a incerteza será de 5%, a prateada 
mostra que o resistor possui incerteza de 10 %. Caso não exista a quarta faixa, 
a incerteza no valor da resistência do resistor será de 20 %. 
A tabela abaixo indica o valor associado a cada possível cor das faixas de um 
resistor. 
 
 
 
Multímetro 
O multímetro analógico também conhecido como multiteste analógico, é um 
instrumento indispensável para quem deseja realizar experimentos no 
segmento da eletroeletrônica. 
Com este instrumento de medição podemos comprovar as três grandezas da 
lei de OHM, como medir a tensão elétrica, a corrente elétrica, a resistência 
elétrica e ainda testar diversos componentes eletrônicos como resistores, 
capacitores, diodos, transformadores, leds, transistores e outros. 
 
 
 
Como funciona o multímetro analógico 
 
Trata-se de um instrumento que possui um ponteiro montado sobre uma bobina 
móvel, a bobina móvel está fixada no meio de um campo magnético constituído 
de um imã permanente. 
No momento que uma corrente elétrica percore o enrolamento da bobina móvel 
surge um campo magnético na bobina, que interage com o campo magnético 
do ímã, dependendo do sentido da corrente elétrica o ponteiro poderá se 
movimentar para direita ou para esquerda na escala do instrumento. 
Quando o instrumento está sem uso, o ponteiro estará em seu ponto de 
descanso, totalmente a esquerda da escala, ao realizar uma medição o 
ponteiro deverá se movimentar para a direita na escala. Se a movimentação do 
ponteiro for para a esquerda entendemos que a polaridade das pontas em 
relação ao ponto de medição está invertido. 
Assim podemos afirmar que o nosso multímetro analógico é polarizado, então 
devemos tomar o cuidado para sempre utilizar a ponta vermelha no (+) positivo 
e a ponta preta (-) no negativo ao ponto de medição. 
 
 
Protoboard 
 
Uma protoboard, também conhecida como matriz de contatos, é utilizada para 
fazer montagens provisórias, teste de projetos, além de inúmeras outras 
aplicações. 
 
É constituída por uma base plástica, contendo inúmeros orifícios destinados à 
inserção de terminais de componentes eletrônicos. Internamente existem 
ligações determinadas que interconectam os orifícios, permitindo a montagem 
de circuitos eletrônicos sem a utilização de solda. A grande vantagem é que os 
componentes podem ser facilmente retirados para serem utilizados 
posteriormente em novas montagens. Todos os cinco orifícios de uma mesma 
coluna estão internamente conectados. Os orifícios de uma coluna não 
possuem conexões internas com os de outras colunas. 
 
Os orifícios das linhas estão conectados entre si (em uma mesma linha).As 
linhas são eletricamente independentes, isto é, não há conexão elétrica entre 
os furos de uma linha e de outra. 
 
Na figura anterior existem quatro linhas independentes: duas na parte de cima 
e duas na parte de baixo. 
 
Em algumas protoboards as linhas são divididas em duas partes exatamente 
iguais, sendo que cada parte é eletricamente independente em relação à outra. 
 
As protoboards são projetadas para a realização de montagens experimentais 
e possuem limitações de ordem prática: baixa capacidade de corrente (cerca 
de 1A), capacitância e resistência dos contatos internos consideráveis, 
susceptibilidade à captação de ruídos e interferências, dentre outros fatores. 
 
Desta forma, uma vez comprovado o funcionamento de um circuito, o mesmo 
deverá ser montado em uma placa de circuito impresso, caso deseje utilizá-lo 
em definitivo. 
 
 
➢ Objetivo 
A aula prática teve como objetivo o estudo do código de cores, uso do 
multímetro, associações de resistores, em série e em paralelo. 
Antes de se iniciar os testes, foram necessário que se tivesse conhecimentos 
básico sobre os equipamentos e noções básicas da lei de ohm. 
 
➢ Materiais 
 
• Resistores 
• Multímetro 
• Placa para circuitos (Protoboard) 
• Fios conectores 
 
➢ Procedimento e Dados Experimental 
 
Inicialmente escolhemos dois pares de resistores iguais conforme tabela 
abaixo. 
 
- Primeira Faixa Segunda 
Faixa 
Terceira Faixa Quarta 
Faixa 
- 
Resistor Cor Valor Cor Valor Cor Valor Cor Valor R (pelo 
código 
R1 Azul 5 Verde 4 Laranja ×1000 Ouro 5% 65.000Ω 
+ ou – 
3.250Ω 
R2 Marrom 1 Cinza 8 Laranja ×1000 Ouro 5% 18.000Ω 
+ ou – 
900Ω 
 
Após determinar os valores dos resistores, ligamos o multímetro, conectamos o 
cabo preto na entrada do canto inferior esquerdo da mesma cor e o cabo 
vermelho na entrada acima da anterior. No botão central escolhemos qual 
escala usar na parte verde. Feito isso calibramos o multímetro, fazendo um 
curto com os cabos e girando a chave ADJ até o ponteiro ficar no zero. 
Após esses procedimentos conferimos se a resistências descoberta a partir da 
tabela de código de cores está correta conectando cada cabo do multímetro em 
cada ponta do resistor. 
Pegamos a placa protoboard para ensaiar os pares de resistores em série e em 
paralelo. 
Primeiramente estudamos os resistores R1 em série, após conecta-los na 
protoboard e colocar o multímetro descobrimos que realmente está tudo 
conectado da maneira correta, pois achamos um valor que equivale a soma 
dos resistores. Posteriormente estudamos os resistores R2 em paralelo onde 
achamos um valor que se encaixa com o valor encontrado na formula para 
associação de resistores em paralelo com apenas dois resistores, mencionada 
acima. 
 
➢ Conclusão 
Neste experimento aprendemos a usar e configurar adequadamente o 
multímetro analógico além de ver na prática como funciona a associação de 
resistores em série e em paralelo. Com a ajuda do multímetro podemos 
comprovar que de fato é possível calcular a resistência de um resistor pela 
tabela de código de cores e que num sistema com resistores em série ele de 
fato tem suas resistências somadas e em um sistema com resistores em 
paralelo obteremos sempre um resultado onde a resistência equivalente 
sempre será menor que a resistência de um único resistor em separado. 
 
 
➢ Bibliografia 
 
 
• http://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-sao-
resistores.htm 
 
• http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/resistores.htm 
 
 
• http://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrodina
mica/associacaoderesistores2.php 
 
• http://www.eletronicadigital.com/site/instrumentos-medicao/6-
multimetro-analogico.html 
 
 
 
• http://www.eletronicadidatica.com.br/protoboard.html 
 
• https://brasilescola.uol.com.br/fisica/associacao-resistores.htm