Relatorio resistor

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M.A.P.A.
 Material de Avaliação Prática de Aprendizagem 
RELATÓRIO – FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL II
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1. Introdução
Resistência é a capacidade que um componente de circuito elétrico tem de oferecer oposição à passagem da corrente elétrica. Num circuito elétrico, os resistores são os componentes que têm essa finalidade, portanto são usados para limitar a passagem e, consequentemente, também limitar a intensidade da corrente elétrica. (HALLIDAY, 2009)
Os resistores são peças utilizadas em circuitos elétricos que tem como principal função converter energia elétrica em energia térmica, ou seja, são usados como aquecedores ou como dissipadores de eletricidade. George Simon Ohm foi um físico alemão que viveu entre os anos de 1789 e 1854 e verificou experimentalmente que existem resistores nos quais a variação da corrente elétrica é proporcional à variação da diferença de potencial (ddp). Simon realizou inúmeras experiências com diversos tipos de condutores, aplicando sobre eles várias intensidades de voltagens, contudo, percebeu que nos metais, principalmente, a relação entre a corrente elétrica e a diferença de potencial se mantinha sempre constante. Dessa forma, quando se aplica uma diferença de potencial em um condutor, ele passa a ser atravessado por uma corrente elétrica. Os metais e outros materiais obedecem a primeira lei de ohm que diz: “A intensidade da corrente elétrica que percorre um condutor é diretamente proporcional à tensão entre seus terminais”.(NUSSENZVEIG, 1997) Sejam V1,V2,V3,…V as ddps entre os terminais de um condutor e i1,i2,i3,…in as correntes correspondentes, pode-se escrever que:
Os condutores que se comportam dessa maneira são chamados de ôhmicos. A ddp e a intensidade da corrente só são proporcionais se a temperatura for constante. Para um determinado condutor ôhmico, o quociente entre a ddp e a intensidade da corrente é constante. Esta constante é denominada resistência elétrica do condutor. Sendo V a ddp, i a intensidade de corrente e R a resistência elétrica, podemos escrever:	
Fisicamente, a resistência elétrica tem relação direta com a estrutura molecular do material que constitui o condutor. Quando a corrente elétrica é estabelecida, ocorrem choques entre os elétrons livres em movimento contra a estrutura molecular do material. A probabilidade de choques aumenta com a temperatura, pois em temperatura mais altas a agitação térmica molecular é maior. (NUSSENZVEIG, 1997) Estes choques por sua vez, também provocam o aumento da temperatura do material resistente. Se não fosse a troca de calor com o ambiente, o material se fundiria. A resistência elétrica é uma grandeza que quantifica a oposição oferecida pelo condutor ao trânsito dos elétrons livres. O trabalho que a força elétrica realiza ao atravessar um condutor é transformado em energia térmica que ele dissipa constantemente. A conversão em energia elétrica em térmica é denominada efeito joule. (HALLIDAY, 2009)
O resistor é um condutor ôhmico no qual o efeito joule é a única transformação ocorrida quando ele é atravessado por uma corrente elétrica. Os valores ôhmicos dos resistores podem ser reconhecidos pelas cores das faixas em suas superfícies, basta ver as cores e a posição que se encontra, cada cor e sua posição no corpo do resistor representa um número, de acordo com o seguinte esquema, cor- número:
	Preto
	Marrom
	Vermelho
	Laranja
	Amarelo
	Verde
	Azul
	Violeta
	Cinza
	Branco
	0
	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
Tabela I: codificação das cores para especificação de resistores
A primeira faixa em um resistor é interpretada como o primeiro dígito do valor ôhmico da resistência do resistor. Para o resistor mostrado abaixo, a primeira faixa é amarela, assim o primeiro dígito é 4: 
Figura I: Exemplo de codificação de um resistor 
A segunda faixa dá o segundo dígito. Essa é uma faixa violeta, então o segundo dígito é 7. A terceira faixa é chamada de multiplicador e não é interpretada do mesmo modo. O número associado à cor do multiplicador nos informa quantos "zeros" devem ser colocados após os dígitos que já temos. Aqui, uma faixa vermelha nos diz que devemos acrescentar 2 zeros. O valor ôhmico desse resistor é então 4700 ohms, quer dizer, 4 700Ω ou 4,7 kΩ. (PELEGRINI, 2003)
Qualquer fio metálico é um resistor. Em circuitos elétricos são usados vários tipos de resistores, que podem ser de fios metálicos em ligas especiais, grafite, etc. Um condutor que não apresenta efeito joule quando percorrido por uma corrente elétrica é chamado de condutor ideal. Na prática, isso não existe, exceto em condições especiais em que se consegue um efeito de supercondutividade graças ao uso de temperaturas extremamente baixas. Para fins práticos, um fio metálico de diâmetro considerável pode ser considerado de resistência desprezível quando a corrente elétrica que o atravessa não é suficientemente alta. 
Um resistor dissipa, por efeito joule, toda a potência elétrica dissipada; assim, a potência dissipada por um resistor é a própria potência elétrica: 
Podemos usar a equação II na equação III:
Os resistores podem ser associados de diversas formas. Em linhas gerais, existem dois modos distintos de associação: em série e paralelo. (PELEGRINI, 2003)
Na associação de resistores, a exemplo dos capacitores, denomina-se resistor equivalente R um elemento que possa substituir a associação mantendo as características dela. Na figura está representada uma associação em série de n resistores R1, R2, R3,…, Rn, percorridos pela mesma corrente.
Figura II: Associação de resistores em serie.
A ddp da associação é igual a ddp em cada resistor V1,V2,V3, …,Vn.
V=V1 +V2 +V3 + ⋯ +Vn (VI)
Como a corrente elétrica se propaga no sentido do menor potencial elétrico, o sentido da ddp em cada resistor é o inverso do sentido da passagem da corrente. 
Sendo R o resistor equivalente, e como em cada resistor passa a mesma corrente, pode-se escrever:
Ri=iR1 +iR2 +iR3 +⋯+ iRn (VII)
Dividindo todos os membros pela corrente i, temos:
R=R1 +R2 +R3 +⋯+ Rn (VIII)
Logo, em uma associação de resistores em série, a resistência equivalente é igual à soma das resistências dos resistores associados. (PELEGRINI, 2003)
Na figura está representada uma associação em paralelo de n resistores R1, R2, R3, …, Rn, submetidos à mesma ddp. 
Figura III: Associação de resistores em paralelo
Sendo R o resistor equivalente da associação e a corrente i, equivalente à soma das correntes em cada resistor, temos: 
i=i1 +i2 +i3 +⋯ +in (IX)
Como a ddp em cada resistor é a mesma, podemos escrever: 
Dividindo todos os membros pela ddp V, temos: 
Logo, em uma associação de resistores em paralelo, o inverso da resistência equivalente à associação é igual à soma dos inversos das resistências associadas. Para apenas dois resistores, vale a relação:
Para uma associação em paralelo de n resistores de igual valor, temos: 
Para uma associação mista de resistores, a determinação é feita mediante o cálculo dos resistores equivalentes de cada uma das associações. 
Diz-se que uma distribuição de correntes é estacionária quando ela não varia com o tempo. Não se usa a expressão “estática” porque correntes estão associadas a cargas em movimento. É o “regime de escoamento” que é estacionário. (PELEGRINI, 2003)
A Segunda Lei de Ohm diz que a resistência (R) de um fio condutor homogêneo depende das suas dimensões. Onde o seu comprimento (L) é diretamente proporcional e sua secção transversal (A) inversamente proporcional à R. A equação abaixo ilustra claramente essa relação:
Sendo resistividade elétrica é uma constate que representa a capacidade de um material resistir à passagem de corrente elétrica. Isso é característica de cada material. Ou seja, ela é diferente para cada tipo.
2. Materiais e Métodos
Materiaisnecessários:
· 1 Computador;
· Programa Virtual Physics®;
Ao iniciar o programa Virtual Physics®, selecionamos Electric Current na lista de experimentos, o próprio programa abre a bancada onde será realizado os experimentos. 
Temos três circuitos simples com resistores na bancado do programa, primeiro conectamos o gerador (12V) de função ao circuito e utilizamos o multímetro para medir a corrente elétrica em diferentes pontos do circuito. Lembrando que o cabo amarelo é o positivo e o cabo verde o negativo.
Ao ligar o gerador, o multímetro começa a registrar o fluxo de corrente do circuito em amperes (A), sendo que já está ligado ao ponto 23C, do lado positivo do resistor. Assim a corrente flui pelo multímetro e então passa pelo circuito e os valores estão presentes na tabela I.
Ao medir a diferença de potencial temos que mudar o cabo vermelho de posição, para medir a DDP entre a entrada e a saída, caso não mude, ficara em 0V.
Para ligar em Série, moveu-se o cabo amarelo do resistor simples (ponto 23A) ao conjunto de três resistores conectados no canto inferior da matriz de contatos (ponto 19F). Conectando-a do lado positivo do gerador de tensão ao primeiro resistor da série. Logo após, moveu-se o cabo verde (ponto 18A) para o último resistor da serie (ponto 4F). Ele ainda está conectado do lado negativo do gerador de tensão.
Foi medito todos os dados (tabela II), primeiro mudou a para corrente o multímetro, e olhou em cada resistor a corrente de entrada e saída.
Agora, movemos o cabo amarelo para o ponto 11A da matriz de contatos e o cabo verde para o ponto 2A, todos os dados, estão na tabela III.
3. Resultados e Discussão
Para o primeiro circuito, mais simples com apenas um resistor de 100 Ω, obtivemos a tabela I: 
	Resistor (Ω)
	Corrente Entrada (A)
	Corrente de Saída (A)
	DDP (V)
	100
	0,120
	0,120
	12
Tabela I: Resistor, Correntes e DDP
	Resistor (Ω)
	Corrente de Entrada (A)
	Corrente de Saída (A)
	DDP (V)
	150
	0,028
	0,028
	4,186
	180
	0,028
	0,028
	5,023
	100
	0,028
	0,028
	2,791
Tabela II: Circuito em série de três resistores
A corrente não teve alteração como o esperado, pois se trata de um circuito em serie. A diferença de potencial em todo o circuito é de 12V, então somando a DDP de cada resistor somado deve ser a DDP do circuito todo. Logo, 4,186V+5,023+2,791= 12V. Como o circuito está em série, para calcular a resistência equivalente, usamos a equação VIII:
	Resistor (Ω)
	Corrente Entrada (A)
	Corrente Saída (A)
	DDP (V)
	1
	0,095
	0,095
	0,095
	200
	0,060
	0060
	11,90
	500
	0,024
	0,024
	11,90
	1
	0,012
	0,012
	11,90
Tabela III: Circuito misto
Na associação em paralelo a DDP é a mesma para todos os resistores, sendo que a DDP do circuito completo é de 12V. Então é só somar a parte paralela (11,90) e a parte em serie (0,095), será de 11,995V, então temos uma pequena perda de tesão, mas nada fora do normal.
A resistência equivalente é mista, então podemos separar em dois circuitos, um simples com apenas um resistor R1 e um em paralelo com três resistores R2.
4. Conclusão
Podemos observar que como a teoria diz, a corrente da entrada é a mesma da corrente da saída, pois corrente não se perde. Além disse colocamos em prática que DDP em um circuito serie é a soma das DDPs de cada resistor e quando falamos de circuito em paralelo a DDPs de cada resistor vai ser igual. Já em circuitos paralelos a DDP é a mesma para cada resistor. 
Então, concluímos que a prática teve sucesso, por ser mostrar alinhado a teoria .
5. Referências
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de física. 8. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, c2009 vol 3;
NUSSENZVEIG, Herch Moysés.Curso de Física básica- vol.3.1ª edição –são Paulo:editora Blucher, 1997. 
PELEGRINI, Márcio, Manual compacto de física - teoria e prática (2º grau) Editora Rideel, 2003.