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74 PLANO DE ESTUDO TUTORADO SECRETARIA DE ESTADO DE EDUCAÇÃO DE MINAS GERAIS TURNO: TOTAL DE SEMANAS: 4 NÚMERO DE AULAS POR MÊS: 8 COMPONENTE CURRICULAR: FÍSICA ANO DE ESCOLARIDADE: 3º ANO – EM NOME DA ESCOLA: ESTUDANTE: TURMA: MÊS: NÚMERO DE AULAS POR SEMANA: 2 ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES: SéRIE E PARALELO A associação de resistores tem como principal objetivo limitar a tensão ou a corrente em determi- nados pontos do circuito. Os resistores podem ser associados em série, em paralelo ou associação mista, para cada tipo de associação uma resistência equivalente (Req) pode ser definida para facilitar a compreensão do circuito. Em uma associação de resistores em série os dispositivos são ligados em sequência, sendo a corrente elétrica a mesma em casa resistor, mas a tensão nos terminais de cada resistor é dife- rente e depende do valor da resistência. Figura 1 – Associação de resistores em série. SEMANAS 1 e 2 UNIDADE(S) TEMÁTICA(S): Eixo Temático VI – Tema 15: Eletricidade. OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: 46. Circuitos elétricos. HABILIDADE(S): 46.1. Compreender os diversos tipos de circuitos elétricos e suas aplicações. CONTEÚDOS RELACIONADOS: 46.1.2. Representar circuitos elétricos em série, em paralelo e mistos, através de diagramas. 46.1.3. Saber determinar a resistência equivalente numa associação de resistores em série, paralelo e mista simples. INTERDISCIPLINARIDADE: Matemática. ORIENTAÇÕES PEDAGÓGICAS 75 A resistência equivalente de uma associação em série pode ser determinada com a seguinte expressão: Req – Resistência equivalente [Ω]; R1 – Resistor 1 [Ω]; R2 – Resistor 2 [Ω]; Rn – Resistor n, quantos dispositivos mais houver no circuito [Ω]; Em uma associação de resistores em paralelo, a corrente é diferen- te em cada dispositivo e depende do valor da resistência, mas a tensão nos terminais de cada resistor tem o mesmo valor. A resistência equivalente de um circuito paralelo pode ser determi- nada da seguinte maneira: Quando a resistência equivalente é de apenas dois resistores associados, a equação pode ser simplificada: PARA SABER MAIS A associação de resistores pode ser melhor vista nos vídeos abaixo: Associação de resistores: https://www.youtube.com/watch?v=d7laMAaAZik. Entenda o circuito elétrico misto: https://www.youtube.com/watch?v=yqHMPyNLWo8. ATIVIDADES 1 — A diferença de potencial entre os extremos de uma asso- ciação em série de dois resistores de resistências 10 Ω e 100 Ω é 220V. O valor da resistência equivalente é: a) 55 Ω b) 110 Ω c) 15 Ω d) 220 Ω e) 1100 Ω 2 — Um circuito elétrico é formado por 4 resistores de 1,5 kΩ de resistência, ligados em paralelo. Determine a resistência elétrica equivalente desse circuito, (k = quilo — 10³). Figura 2 – Associação de resistores em paralelo. 76 3 — Determine a resistência equivalente no circuito série a seguir: 4 — Muitos smartphones e tablets não precisam mais de teclas, uma vez que todos os comandos po- dem ser dados ao se pressionar a própria tela. Inicialmente essa tecnologia foi proporcionada por meio das telas resistivas, formadas basicamente por duas camadas de material condutor trans- parente que não se encostam até que alguém as pressione, modificando a resistência total do circuito de acordo com o ponto onde ocorre o toque. A imagem é uma simplificação do circuito formado pelas placas, em que A e B representam pontos onde o circuito pode ser fechado por meio do toque. Qual é a resistência equivalente no circuito provocada por um toque que fecha o circuito no ponto A? a) 1,3 kΩ b) 4,0 kΩ c) 6,0 kΩ d) 6,7 kΩ e) 12,0 kΩ 77 ASSOCIAÇÃO MISTA DE RESISTORES Quando associações de resistores em série e em paralelo são utilizadas no mesmo circuito, chamamos a associação re- sultante de associação mista. Nesse tipo de associação, o cir- cuito deve ser analisado por partes. A corrente do circuito ou o valor da tensão pode ser deter- minado utilizando a lei de Ohm (relação linear entre V e i ) e a resistência equivalente do circuito. V = Req ⋅ i V — Tensão, também pode ser representa- do pela letra ε, [V — volt]. Req — Resistência equivalente [Ω — ohm]; i — Corrente (total) [A — ampère]. Um circuito em que a corrente total que passa pelo resistor de 2 Ω é 2,5 A, a resistên- cia equivalente do circuito, a tensão total da fonte e a variação de tensão em cada resistor é determinada a seguir: Figura 3 – Associação mista de resistores. SEMANAS 3 e 4 UNIDADE(S) TEMÁTICA(S): Eixo Temático VI – Tema 15: Eletricidade. OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: 46. Circuitos elétricos. HABILIDADE(S): 46.1. Compreender os diversos tipos de circuitos elétricos e suas aplicações. CONTEÚDOS RELACIONADOS: 46.1.2. Representar circuitos elétricos em série, em paralelo e mistos, através de diagramas. 46.1.3. Saber determinar a resistência equivalente numa associação de resistores em série, paralelo e mista simples. INTERDISCIPLINARIDADE: Matemática. ORIENTAÇÕES PEDAGÓGICAS Figura 4 – Resistência equivalente de um circuito misto. 78 ATIVIDADES 1 — Um circuito tem 3 resistores idênticos, dois deles colocados em paralelo entre si, e ligados em série com o terceiro resistor e com uma fonte de 12V. A corrente que passa pela fonte é de 5,0 mA. Qual é a resistência de cada resistor, em kΩ? a) 0,60 b) 0,80 c) 1,2 d) 1,6 e) 2,4 2 — Entre os pontos A e B, é aplicada uma diferença de poten- cial de 30 V (tensão). A intensidade da corrente elétrica no resistor de 10 Ω é: a) 1,0 A b) 1,5 A c) 2,0 A d) 2,5 A e) 3,0 A 3 — Uma corrente de 0,10 A passa pelo resistor de 25 Ω, con- forme indicado na figura abaixo. Qual é a corrente que passa pelo resistor de 80 Ω? REFERÊNCIAS HEWITT, P. G. Física conceitual. 9. ed. Porto Alegre: Bookman, 2002. ALVARENGA, B.; MÁXIMO, A. Curso de Física. Vol. 3, 6ª Ed. São Paulo: Ed. Scipione, 2006. GASPAR, A. Física Vol. único. 1ª Ed. São Paulo: Ed. Ática, 2003. RAMALHO, F. J.; FERRARO, N. G.; TOLEDO, P. A. T. Os Fundamentos da Física. Vol. 3, 8ª Ed. São Paulo: Ed. Moderna, 2004.
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