Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
1 Física Associação de resistores – Cálculo da Req Resumo Associação de Resistores Todo circuito básico precisa apresentar, pelo menos, um resistor... Mas e se tiver mais?! A ideia dessa aula é entender como identificar um grupo de resistores dentro de um circuito. Esse grupo de resistores é separado em três grupos: Associação em Série, Associação em Paralelo e Associação Mista. Associação em Série Para identificarmos os pontos que define uma Associação em Série, vamos analisar a figura 01. Figura 01 – Associação em Série Para esse circuito, os elétrons saem do polo positivo (lembre da corrente convencional) e passam pelos resistores 𝑅1 , 𝑅2 e 𝑅3 . Sabemos que a função do resistores é de efetuar o Efeito Joule, logo, o valor da corrente elétrica não é alterada entre os resistores. 𝐢𝟏 = 𝐢𝟐 = 𝐢𝟑 = 𝐢 Mas... não podemos falar a mesma coisa sobre a d.d.p. Como os resistores presentes não precisam, necessariamente, apresentar o mesmo valor de resistência, a d.d.p de cada resistor precisa ser diferente. 𝐔𝟏 ≠ 𝐔𝟐 ≠ 𝐔𝟑 ≠ 𝐔 Só que podemos dizer que a soma das d.d.p’s de cada resistore totaliza a d.d.p total do circuito, ou seja, a d.d.p fornecida pela fonte de tensão. 𝐔𝟏 + 𝐔𝟐 + 𝐔𝟑 = 𝐔 Figura 02 – Associação em Série detalhada Com isso, podemos montar o que chamamos de Resistência Equivalente. A resistência equivalente é o valor da resistência total apresentada por um circuito. 2 Física Sendo bem direto, é a junção de todas as resistências do circuito em um único valor. A resistência equivalente de uma associação em série pode ser calculada da seguinte forma: 𝐑𝐞𝐪 = 𝐑𝟏 + 𝐑𝟐 + 𝐑𝟑 + ⋯ Essa fórmula serve para um número infinito de resistências em série. Associação em Paralelo Para identificarmos os pontos que define uma associação em paralelo, vamos analisar a figura 03. Figura 03 – Associação em Paralelo Igualmente com o que foi feito em série, para esse circuito, os elétrons saem do polo positivo (lembre da corrente convencional) e passam pelos resistores 𝑅1, 𝑅2 e 𝑅3. Agora, na associação em paralelo, vemos que a corrente precisa passar por uma bifurcação em seu caminho. Isso significa que a corrente terá que se dividir e parte dela passar por baixo em 𝑹𝟏 e a outra parte seguir o caminho. Explicamos esse fenômeno através da 1° lei de kirchoff: a Lei dos Nós A Lei dos Nós diz que sempre que uma corrente se dividir em uma bifurcação, a soma dos valores divididos é igual ao valor anterior. Figura 04 – Lei dos Nós 𝐢𝟏 = 𝐢𝟐 + 𝐢𝟑 Isso nos prova que a cada resistor irá apresentar valores de correntes diferentes. Mas... não podemos falar a mesma coisa sobre a d.d.p (de novo :D). Em uma associação em paralelo, a d.d.p submetida para cada resistor é a mesma. 𝐔𝟏 = 𝐔𝟐 = 𝐔𝟑 = 𝐔 Sempre que ver uma associação em paralelo, lembra do filtro de linha da sua casa. 3 Física Figura 05 – Filtro de linha Nesse filtro, cada aparelho (pense neles como resistores) recebe a sua própria corrente (o que os permite funcionar separadamente), mas todos recebem o mesmo valor de tensão (110V ou 220V). Com isso, podemos montar o que chamamos de Resistência Equivalente para a associação em paralelo. A resistência equivalente de uma associação em paralelo pode ser calculada da seguinte forma: 𝟏 𝐑𝐞𝐪 = 𝟏 𝐑𝟏 + 𝟏 𝐑𝟐 + 𝟏 𝐑𝟑 + ⋯ Dica!! Caso você tenha uma associação em duas resistências em paralelo, você pode adaptar a fórmula acima para uma outra fórmula que recebe o nome de produto sobre soma. Figura 06 – Associação em paralelo de 2 resistências Para sistemas dessa forma, podemos utilizar a seguinte fórmula: 𝐑𝐞𝐪 = 𝐑𝟏 . 𝐑𝟐 𝐑𝟏 + 𝐑𝟐 Associação Mista Associações mistas são circuitos que apresentam associações em série e em paralelo ao mesmo tempo. Figura 07 – Associação Mista Essas associações são resolvidas em partes utilizando as expressões de associação em série e paralelo que foram apresentadas nesse resumo. 4 Física Exercícios 1. A resistência equivalente entre os pontos A e B, vale: a) 10 Ω b) 4 Ω c) 3 Ω d) 7 Ω e) 2,1 Ω 2. A resistência equivalente do circuito abaixo, vale: a) 16 Ω b) 12 Ω c) 10 Ω d) 16 k Ω e) 12 k Ω 3. Qual a intensidade da corrente elétrica que flui pelo circuito abaixo, sabendo que a tensão que o alimenta é de 36 V.? a) 12 A b) 10 A c) 7 A d) 5 A e) 3 A 5 Física 4. A resistência equivalente entre os pontos A e B, vale: a) 49 Ω b) 36 Ω c) 0,9 Ω d) 12 Ω e) 0,1 Ω 5. A resistência equivalente entre os terminais A e B do seguinte circuito vale: a) 2 Ω b) 4 Ω c) 6 Ω d) 8 Ω e) 10 Ω 6. A resistência equivalente entre os terminais A e B do seguinte circuito vale: a) 10 Ω b) 12 Ω c) 14 Ω d) 16 Ω e) 18 Ω 6 Física 7. A resistência equivalente entre os terminais A e B do seguinte circuito vale: a) 1 Ω b) 3 Ω c) 5 Ω d) 7 Ω e) 9 Ω 8. (Uea 2014) Seja um resistor de resistência elétrica R representado por Uma associação de quatro resistores idênticos e que fornece uma resistência equivalente igual a R está corretamente representado por a) b) c) d) e) 7 Física 9. Na figura abaixo, são apresentados três circuitos com resistores de 1,0 Ω cada e bateria de 3,0 V. Com base nos seus conhecimentos sobre associação de resistores, assinale a proposição CORRETA. a) O resistor equivalente do circuito I é 1,5 , Ω no circuito II é 3,0 Ω e no circuito III é 0,33 . Ω b) O circuito I apresenta uma associação mista, enquanto o circuito II apresenta uma associação em série e o circuito III apresenta uma associação em paralelo. c) O circuito I apresenta uma associação em série, enquanto o circuito II apresenta uma associação em paralelo e o circuito III apresenta uma associação mista. d) Os três circuitos, por possuírem os mesmos resistores e a mesma d.d.p., dissipam a mesma potência. e) O circuito I apresenta uma associação mista, enquanto o circuito II apresenta uma associação em paralelo e o circuito III apresenta uma associação em série. 10. (Unisc 2017) Os seguintes circuitos elétricos têm as mesmas resistências valendo cada uma R. Afirma- se que os circuitos que tem entre os pontos a e b a menor e a maior resistência equivalente são, respectivamente, os seguintes circuitos: a) (I) e (II) b) (III) e (IV) c) (IV) e (III) d) (III) e (II) e) (II) e (IV) 8 Física Gabarito 1. A Req = 3 Ω + 7 Ω = 10 Ω 2. D Req = 10 kΩ + 1 kΩ + 5 kΩ = 16 kΩ 3. E Req = 2 Ω + 4 Ω + 6 Ω = 12 Ω U = 36 V I = U/Req = 36/12 = 3 A 4. C Req = 36 Ω // 12 Ω // 1 Ω = 0,9 Ω 5. B 1º: 5 Ω + 3 Ω = 8 Ω 2º: 8 Ω //2 Ω = 1,6 Ω 3º: 6 Ω //4 Ω = 2,4 Ω 4º: 2,4 Ω + 1,6 Ω = 4 Ω 6. C 1º: 7 Ω + 3 Ω = 10 Ω 2º: 10 Ω //10 Ω = 5 Ω 3º: 5 Ω + 3 Ω = 8 Ω 4º: 8 Ω // 8 Ω = 4 Ω 5º: 4 Ω + 5 Ω + 5 Ω = 14 Ω 9 Física 7. B 1º: 1 Ω + 3 Ω = 4 Ω 2º: 4 Ω //4 Ω = 2 Ω 3º: 2 Ω + 2 Ω = 4 Ω 4º: 4 Ω // 4 Ω = 2 Ω 5º: 2 Ω + 2 Ω = 4 Ω 6º: 4 Ω // 4 Ω = 2 Ω 7º: 2 Ω + 1 Ω = 3 Ω 8. D 9. E 10. C
Compartilhar