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Universidade Estácio de Sá Associação de resistores Nome: Karyne Vidal Matr: 201703340061 Turma: 3003 Professor: Nelson 14/08/2019 Índice 1- Objetivo............................................................................................................3 2- Introdução........................................................................................................4 3-Embasamento Teórico......................................................................................6 4-Procedimentos Experimentais........................................................................10 5-Dados e resultados.........................................................................................11 6-Conclusão.......................................................................................................12 7-Bibliografia......................................................................................................13 3 Objetivos - O presente relatório tem por objetivo medir e analisar a resistência dos resistores, e depois de ligamos em circuito série, paralelo e misto conferir a resistência equivalente de cada circuito. 4 Introdução Resistores Resistores são dispositivos capazes de transformar a energia elétrica em energia térmica por meio do efeito Joule. Os elétrons da corrente elétrica, que passam através do resistor, colidem com os seus átomos, produzindo um aumento de sua agitação térmica, consequentemente, o resistor emite energia em forma de calor para as suas vizinhanças. Quando os elétrons da corrente elétrica passam através do resistor, eles perdem parte de sua energia, transferindo-a para os átomos da rede cristalina do material. Nesse processo, dizemos que a tensão elétrica, medida em Volts (V) e a corrente elétrica, medida em Ampere (A), sofre uma diminuição em seu módulo que é proporcional à resistência elétrica do material que compõe o resistor. Tipos de Resistores Há dois tipos de resistores, fixos e variáveis. Os resistores fixos são constituídos de filme carbono, filme metálico, fio de precisão, dentre outros. Os resistores variáveis podem ser ajustados manualmente. São exemplos potenciômetros, LDR (light depend resistor), PTC (coeficiente de temperatura positivo), NTC (coeficiente de temperatura negativo), Magnetorresistores, reostato, dentre outros. Representação Os símbolos abaixo são usados para representar os resistores em um circuito elétrico. Onde são encontrados? Os resistores estão presentes na maioria dos equipamentos utilizados em nosso cotidiano, seja nos chuveiros elétricos com a função de fornecer calor à água, ou na composição de circuitos eletroeletrônicos. 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 %. 5 A tabela abaixo indica o valor associado a cada possível cor das faixas de um resistor. A partir do código de cores, a resistência do resistor abaixo poderá ser determinada. 1ª cor: Laranja – Primeiro algarismo = 3 2ª cor: Laranja – Segundo algarismo = 3 3ª cor: Marrom – Número de zeros ou valor do expoente da potência de base 10 = 1 4ª cor: Dourada – Tolerância de 5 % Valor da resistência: 330 ± 5% Ω. O valor da resistência pode variar de 313,5 Ω até 346,5 Ω. Medição da resistência O instrumento que mede a resistência elétrica de um dispositivo ou circuito é o ohmímetro. O aparelho deve ser conectado em paralelo à resistência a ser medida. O componente sob medição não poderá em hipótese alguma estar energizado, afi m de evitar danos ao instrumento. 6 Embasamento Teórico Associação de resistores Como os resistores são utilizados para muitas aplicações diferentes, eles são produzidos em diversos módulos de resistência elétrica, no entanto, é provável não encontrar um resistor com uma resistência específica, nesse caso, podemos realizar diferentes associações entre resistores. Quando associamos dois ou mais resistores, a resistência do conjunto torna-se diferente das resistências individuais de cada resistor. De acordo com a forma de associação que adotamos, é possível aumentarmos ou diminuirmos grandemente o valor da resistência equivalente de um circuito. Associação de resistores em série A associação de resistores em série é feita quando conectamos os resistores no mesmo ramo (fio) de um circuito. Quando ligados em série, todos os resistores são atravessados pela mesma corrente elétrica. A figura abaixo traz um esquema de como seriam três resistores (R1, R2 e R3) associados em série, confira: Na associação em série, a corrente elétrica é igual para todos os resistores. Para determinarmos a resistência equivalente dessa associação de resistores, aplicaremos sobre eles a 1ª lei de Ohm. Tal lei nos informa que a queda de tensão elétrica total no circuito (UT), medida em volts (V), é dada pela soma das quedas de tensão individuais (U1, U2 e U3), provocadas pelas resistências de cada um dos resistores (R1, R2 e R3). Essas quedas de tensão individuais são dadas pelo produto da resistência elétrica (R), medida em ohms (Ω) pela corrente elétrica (i) que atravessa cada resistor, medida em ampere (A): 7 Na resistência equivalente de resistores associados em série, somamos as resistências individuais. Uma lei mais geral pode ser escrita como um somatório de todos os n resistores que estejam ligados em série no mesmo ramo do circuito: Com base nessa lei mostrada, podemos perceber que a associação acima sempre aumenta o módulo da resistência elétrica de um circuito. Associação de resistores em paralelo A associação de resistores em paralelo é feita quando dois ou mais resistores são colocados em ramos diferentes de um circuito, delimitados por dois nós consecutivos. Quando os resistores são associados em paralelo, todos os resistores da associação ficam ligados ao mesmo potencial elétrico. 8 Na figura acima, os resistores R1, R2 e R3 estão ligados em paralelo e, por isso, estão sob a mesma tensão elétrica. Esse tipo de associação é utilizado nas instalações elétricas residenciais, onde é necessário que todos os aparelhos elétricos operem sob a mesma tensão elétrica, por exemplo. No entanto, quanto maior for o número de aparelhos ligados em série, menor deverá ser a corrente que atravessa cada um. Uma vez que a tensão elétrica é igual para todos os resistores associados em paralelo, as correntes elétricas em cada resistor são diferentes (caso suas resistências sejam diferentes). Dessa forma, a corrente elétrica total (iT) é dada pela soma das correntes elétricas que atravessam cada um dos resistores (i1, i2 e i3), podemos determinara resistência equivalente da associação de forma similar à que fizemos para os resistores em série - aplicando a 1ª lei de ohm, observe: Podemos escrever uma lei mais geral, capaz de calcular a resistência equivalente de n resistores associados em paralelo, observe: No caso particular em que haja apenas dois resistores ligados em paralelo, também podemos utilizar uma fórmula um pouco mais simples, dada pelo produto das resistências dividido pela sua soma: Outro caso particular diz respeito à resistores idênticos ligados em paralelo. Nesse caso, podemos dividir a resistência individual pelo número de resistores: Observando as fórmulas dadas acima, é possível notar que, na resistência em paralelo, a resistência equivalente sempre será menor que a menor das resistências individuais. 9 Associação mista de resistores A associação mista de resistores pode ser separada em associações em paralelo e em associações em série. Confira um exemplo de circuito formado por resistores em associação mista: Na figura acima, os dois resistores do ramo superior estão ligados em série. O resistor equivalente à associação deles, por sua vez, está associado em paralelo com o resistor do ramo inferior. 10 Procedimentos Experimentais Material utilizado Resistores; Painel para associação de resistores (Cidepe); Multímetro; Fios diversos. Metodologia Primeiro passo - Com o auxílio de um multímetro, na escala de ohms, determinou-se a resistência equivalente de cada resistor. Segundo passo –Ligou-se os cabos ao painel de modo que ficassem em série, e verificou a resistência. Terceiro passo – Ligou-se os cabos ao painel de modo que ficassem em paralelo, e verificou a resistência. Quarto passo – Ligou-se os cabos ao painel de modo que ficassem mistos, e verificou a resistência. Associação em série Associação em paralelo Associação mista 11 Dados e resultados Experimental Teórico Serie Paralelo Misto Serie Paralelo Misto R1 100Ω 100Ω 100Ω R1 100Ω 100Ω 100Ω R2 100Ω 100Ω 100Ω R2 100Ω 100Ω 100Ω R3 100Ω 100Ω R3 100Ω 100Ω Req 300Ω 50Ω 150Ω Req 300Ω 50Ω 150Ω Valor do erro experimental é nulo. 12 Conclusão Foi possível concluir que um resistor é um dispositivo que compõem circuitos elétricos diversos, a sua finalidade básica é a conversão de energia elétrica em energia térmica (Efeito Joule). Outra função dos resistores é a possibilidade de alterar a diferença de potencial em determinada parte do circuito, isso ocorre por conta da diminuição da corrente elétrica devido à presença do equipamento. Quando juntos em um circuito poderão formar um dos três tipos de associação (Série, Paralelo ou Misto), após isso poderá se calcular a resistência equivalente entre os terminais da associação. 13 Referência https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/associacao-resistores.htm https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-sao-resistores.htm http://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrodinamica/ associacaoderesistores.php http://www.infoescola.com/fisica/associacao-de-resistores/ http://educacao.globo.com/fisica/assunto/eletromagnetismo/associacao- de-resistores.html http://www.mundoeducacao.com/fisica/associacao-resistores- paralelo.html
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