Associação de resistores

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Ciências da Natureza e suas tecnologias - FÍSICA
Ensino Médio, 3ª Série
ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES
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FÍSICA, 3ª Série do Ensino Médio
Associação de Resistores
 APRESENTAÇÃO 	
	Estudaremos neste tópico, os resistores, elementos de circuito, cuja função exclusiva é efetuar a conversão de energia elétrica em energia térmica. Faremos, ainda, análises das diferentes maneiras de associá-los, bem como as aplicações do efeito Joule. (1) 
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Alguns nomes importantes na Eletrodinâmica:
George Simon Ohm;
Gustav Kirchhoff;
Thomas Alva Edison;
Luigi Galvani;
Alessandro Volta;
André-Marie Ampère.
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Você sabe como?
		Ligar uma lâmpada de tensão 110V em uma rede de 220V sem que ela queime?
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RESISTOR
 
	É todo elemento de circuito, cuja função exclusiva é efetuar a conversão de energia elétrica em energia térmica. (2) O fenômeno da transformação de energia elétrica em energia térmica é denominado efeito térmico ou efeito Joule.
 
• Símbolo do resistor:
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Imagem: SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido.
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LEI DE OHM
		A lei de Ohm estabelece a lei de dependência entre a causa (a ddp U) e o efeito (intensidade de corrente elétrica i ) para um resistor:
 
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OHM, Georg Simon (1787-1854), físico alemão. É conhecido pelos trabalhos sobre corrente elétrica, expostos em sua Teoria Matemática dos Circuitos Elétricos (1827), em que apresentou a noção de resistência elétrica e a lei que leva o seu nome. 
U = Ri
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RESISTOR ÔHMICO
 
	É o resistor que obedece à Lei de Ohm, isto é, U é diretamente proporcional a i (ou seja, R é constante para um dado resistor, mantido à temperatura constante).
	Curva característica de um resistor ôhmico:
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Imagem: SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido.
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POTÊNCIA ELÉTRICA DISSIPADA POR UM RESISTOR
	
	Um resistor transforma toda a energia elétrica recebida de um circuito em energia térmica; daí ser usual dizer que um resistor dissipa a energia elétrica que recebe de um circuito. Assim, a potência consumida por um resistor é dissipada. 
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RESISTIVIDADE
 
	A experiência mostra que a resistência elétrica de um resistor depende do material que o constitui, de suas dimensões e de sua temperatura.
	A resistência R de um resistor em forma de fio, de comprimento L e a área de seção transversal A, é dada por:
Onde, ρ é a resistividade do material.
 
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Imagem: SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido.
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Variação da resistividade e da resistência com a temperatura:
em que: α é o coeficiente de temperatura.
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APLICAÇÕES DO EFEITO JOULE
	O efeito Joule, embora seja um inconveniente nas máquinas elétricas e nas linhas de transmissão, por representar perda de energia elétrica, tem grande utilidade em aquecedores elétricos em geral: ferro elétrico, chuveiro elétrico, fusíveis e lâmpadas incandescentes. 
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Reostatos
 
	São resistores cuja resistência elétrica pode ser variada.
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Imagem: SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido.
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Fusíveis
	São dispositivos cuja finalidade é assegurar proteção aos circuitos elétricos. Sendo constituídos essencialmente de condutores de baixo ponto de fusão, como chumbo e estanho, que, ao serem atravessados por corrente elétrica de intensidade maior do que um determinado valor, se fundem. 
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Os fusíveis devem ser colocados em série com os aparelhos de um circuito. Abaixo temos alguns tipos:
fusível de rosca; 
fusível de cartucho;
representação de fusível em circuito. 
Imagem: SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido.
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Você sabe por quê?
 
 É comum ouvir-se falar, em noticiários, que esse ou aquele incêndio foi provocado por um curto-circuito. Considerando que o curto-circuito não causa danos ao aparelho em que ocorre, por que ele pode ser acusado de causador de incêndios? 
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Curto-circuito
	Provoca-se um curto-circuito entre dois pontos de um circuito, quando esses pontos são ligados por um condutor de resistência elétrica desprezível.
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VOCÊ SABIA?
	Modernamente, nos circuitos elétricos de residências, edifícios e indústrias, em vez de fusíveis utilizam-se dispositivos que têm base no efeito magnético da corrente elétrica e são denominados disjuntores. 
	Mas, afinal de contas, o que são disjuntores? 
	
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(2)
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	Disjuntor é uma chave magnética que se desliga automaticamente, quando a intensidade da corrente elétrica ultrapassa o valor limite do dispositivo.
	
	A sua função é proteger o circuito elétrico no qual está inserido.
	
	
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RESISTOR EQUIVALENTE
 
	Inúmeras vezes tem-se necessidade de um valor de resistência diferente dos valores fornecidos pelos resistores de que dispomos; outras vezes, deve atravessar um resistor corrente maior do que aquela que ele normalmente suporta e que o danificaria. Nesses casos, deve-se utilizar uma associação de resistores. 
	Em qualquer associação de resistores, denomina-se resistor equivalente o resistor que faria o mesmo que a associação.(3)
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ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES
 
	Os resistores podem ser associados basicamente de duas formas: série e paralelo.
GRAMÁTICA DA FÍSICA !
De acordo com o dicionário Aurélio da Língua Portuguesa, associação significa combinação ou união.
 
 
 
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Associação em série
 
	Vários resistores estão associados em série, quando são ligados um em seguida do outro. 	
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Imagem: SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido.
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Na associação em série...
• Todos os resistores são percorridos pela mesma corrente elétrica.
• As potências elétricas dissipadas são diretamente proporcionais às respectivas resistências(1).
 
	
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• A resistência equivalente é igual à soma das resistências associadas:
• A ddp total é a soma das ddps parciais:
 
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1
2
3
1
2
3
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Associação em paralelo
		Vários resistores estão associados em paralelo, quando são ligados pelos terminais.
 
 
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• Todos os resistores estão submetidos à mesma ddp.
• A intensidade de corrente total é igual à soma das intensidades de correntes nos resistores associados:
• O inverso da resistência equivalente é igual à soma dos inversos das resistências associadas:
 
 
• As potências elétricas dissipadas são inversamente proporcionais às respectivas resistências.(3)
 
	
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Está na hora de praticar o que aprendemos!
01. A figura abaixo ilustra uma situação que trata da realidade de milhares de brasileiras. Tendo em vista a instalação dos eletrodomésticos presentes na situação, de que forma eles estão instalados? Em série ou paralelo? Justifique sua resposta.
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Imagem: Woman Irons daughters dress / National Archive 
 and Records Administration / Public Domain
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02. Considere duas situações. Na situação A, uma lâmpada é conectada a uma bateria, que fornece uma ddp constante, e, na situação B, duas lâmpadas iguais são conectadas em série à mesma bateria. Comparando-se as duas situações, na situação B, a bateria provê:
 a) a mesma luminosidade. b) maior intensidade de corrente. c) menor intensidade de corrente. d) maior luminosidade. e) menor tensão. 
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Imagem: SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido.
(4)
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03. Duas lâmpadas incandescentes, cuja tensão nominal é de 110V, sendo uma de 20W e a outra de 100W, são ligadas em série em uma fonte de 220V. Conclui-se que: 
 a) as duas lâmpadas acenderão com brilho normal. b) a lâmpada de 20W apresentará um brilho acima do normal e logo queimar-se-á. c) a lâmpada de 100W fornecerá um brilho mais intenso do que a de 20W. d) a lâmpada de 100W apresentará um brilho acima do normal e logo se queimará. e) nenhuma das lâmpadas acenderá. 
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(4)
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04. Um fio A tem resistência elétrica igual a duas vezes a resistência elétrica de um outro fio B. Sabe-se que o fio A tem o dobro do comprimento do fio B e sua seção transversal tem raio igual à metade do raio da seção transversal do fio B. A relação entre a resistividade do material do fio A e a resistividade do material do fio B é: 
0,25. 
0,50. 
0,75. 
1,25. 
1,50.
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05. Quando se submete o sistema representado na figura, há uma diferença de potencial elétrico de 14V entre os pontos A e B. O resistor que dissipa maior potência é o de:
 
 
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Imagem: SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido.
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Sugestão de leitura:
Eletricidade e eletrodomésticos, de Santiago Pey Estrane (São Paulo, Hemus Editora, 2004)
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Tabela de Imagens
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