Resistores

AMPERÍMETRO E VOLTÍMETRO
O amperímetro é um aparelho que serve para medir a intensidade da corrente elétrica. Um amperímetro perfeito é aquele que apresenta uma resistência interna nula. Ele é disposto em série com o elemento de circuito da corrente elétrica que se deseja medir.

Vejamos uma ilustração:
O voltímetro é um aparelho utilizado para medir a diferença de potencial entre dois pontos de um circuito elétrico. O voltímetro perfeito é aquele que apresenta uma resistência interna infinita. Ele é disposto em paralelo com o elemento de circuito da corrente elétrica que se deseja medir.
Vejamos a ilustração:


Além destes dois aparelhos que vimos acima, existe também o galvanômetro, que é utilizado para indicar a passagem da corrente ou a existência de uma ddp.

ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES

Em muitos casos práticos tem-se a necessidade de uma resistência maior do que a fornecida por um único resistor. Em outros casos, um resistor não suporta a intensidade da corrente que deve atravessá-lo. Nessas situações, utilizam-se vários resistores associados entre si.
Os resistores podem ser associados em série, em paralelo ou numa combinação de ambas, a associação mista.

Resistor equivalente – É o resistor que produz o mesmo efeito que a associação, ou seja, submetido à mesma ddp da associação, deixa passar corrente de mesma intensidade.

Associação em série:

Um circuito elétrico com resistores, um seguido do outro, de modo a oferecer um único caminho para a passagem da corrente.

Rs é o resistor equivalente da associação.

Características da associação em série:

a) A intensidade da corrente i é a mesma em todos os resistores, pois eles estão ligados um após o outro.

b) A tensão U na associação é igual à soma das tensões em cada resistor:

U = U1 + U2 + U3

c) Aplicando-se a 1ª lei de Ohm a cada um dos resistores, podemos calcular a resistência do resistor equivalente da associação, da seguinte forma:

U = U1 + U2 + U3 Rs . i = R1 . i + R2 . i + R3 . i

Rs . i = i(R1 + R2 + R3)

R = R1 + R2 + R3

O resistor equivalente tem uma resistência elétrica igual à soma das resistências elétricas de todos os resistores da associação.

Para iluminar uma árvore de natal, por exemplo, usam-se lâmpadas de baixa tensão associadas em série.

Associação em paralelo:

Quando dois ou mais resistores têm seus terminais ligados à mesma diferença de potencial, de modo a oferecer caminhos separados para corrente.

Em que Rp é o resistor equivalente da associação em paralelo.

Características da associação em paralelo:

a) A tensão U é a mesma em todos os resistores, pois estão ligados aos mesmos terminais A e B.

b) A corrente i na associação é igual à soma das correntes em cada resistor: i = i1 + i2 + i3

Aplicando-se a 1.ª lei de Ohm a cada um dos resistores, podemos determinar a resistência do resistor equivalente:

i = i1 + i2 + i3

c) O inverso da resistência equivalente é igual à soma dos inversos das resistências associadas.

Se houver somente dois resistores em paralelo, de resistências R1 e R2, a resistência equivalente Rp dessa associação pode ser determinada por:

Associação mista

É aquela na qual encontramos, ao mesmo tempo, resistores associados em série e em paralelo.

A determinação do resistor equivalente final é feita a partir da substituição de cada uma das associações, em série ou em paralelo, que compõem o circuito pela respectiva resistência equivalente.

Notas:

É importante sabermos um pouquinho sobre os fusíveis, os disjuntores, os reostatos, e os reostatos de cursor e de ponto.

Vejamos:

1- O fusível é considerado um dispositivo que previne os circuitos elétricos. Eles são ligados em série, e a parte do circuito elétrico, deve ficar protegida. Eles são compostos por alguns condutores de baixo ponto de fusão, como por exemplo, o estanho e o chumbo. Quando uma corrente elétrica de intensidade maior do que a permitida passa por esse circuito, elas se fundem e interrompem o circuito.

2- O Disjuntor tem a mesma função do fusível que é proteger uma instalação elétrica contra os circuitos elétricos, ou seja, ele abre o circuito caso a corrente elétrica ultrapasse determinado valor. Vejamos como são os disjuntores:

3- Reostatos são resistores de resistência elétrica variável, constituída do resistor propriamente dito e de um dispositivo que permite variar o seu comprimento e, desse modo, controlar a intensidade da corrente ou da tensão no circuito.

Representação:

Reostatos de cursor:

Deslocando a posição do cursor C, o comprimento do fio atravessado pela corrente elétrica varia juntamente com a resistência elétrica.

Reostato de pontos:

O valor da resistência do reostato (RR) é totalmente dependente da posição da manivela, pois a casa posição a resistência do reostato irá ter um valor (isso com base na ilustração acima), vejamos:

* Para a posição 1 a RR é igual a 0, ou seja, ela é mínima;

* Para a posição 2, a RR é igual a 2R;

* Para a posição 3, a RR é igual a 4R;

* Para a posição 4, a RR é igual a 6R;

* Para a posição 5, a RR é igual a 8R, ou seja, ela é máxima.

ASSOCIAÇÃO EM PARALELO

Aplicação
Dois resistores, de 4 e 6, são associados em série. Uma bateria fornece aos extremos da associação uma ddp de 12V. Determine:

a) a resistência equivalente da associação;

b) a intensidade da corrente em cada resistor;

c) a ddp em cada resistor.

Solução:
a) Cálculo da resistência equivalente:

Rs = RAC + RCB RS = 4 + 6 RS = 10

b) Cálculo da corrente:

Pela lei de Ohm:

UAB = RS . i 12 = 10 . i i = 1,2A

c) Como a corrente é comum, vem:

UAC = RAC . i UAC = 4 . 1,2 UAC = 4,8V

UCB = RCB . iUCB = 6 . 1,2 UCB = 7,2V

ASSOCIAÇÃO EM PARALELO

Quando dois ou mais resistores têm seus terminais ligados à mesma diferença de potencial, de modo a oferecer caminhos separados para corrente.

Em que Rp é o resistor equivalente da associação em paralelo.

Características da associação em paralelo:

a) A tensão U é a mesma em todos os resistores, pois estão ligados aos mesmos terminais A e B.

b) A corrente i na associação é igual à soma das correntes em cada resistor: i = i1 + i2 + i3

Aplicando-se a 1.ª lei de Ohm a cada um dos resistores, podemos determinar a resistência do resistor equivalente:

i = i1 + i2 + i3

O inverso da resistência equivalente é igual à soma dos inversos das resistências associadas.

Se houver somente dois resistores em paralelo, de resistências R1 e R2, a resistência equivalente Rp dessa associação pode ser determinada por:
.

Aplicações

01. Entre os terminais A e B da figura, aplica-se uma ddp de 120V. Determine:

a) a resistência equivalente da associação;

b) a intensidade da corrente em cada resistor;

c) a intensidade da corrente total da associação.


Solução:
a) Os pontos A e D estão em curto-circuito

(estão ligados por fios de resistência desprezível). Portanto, são pontos coincidentes (A º D). O mesmo ocorre com os pontos B e C (B º C). Em vista disso, efetuamos uma mudança na associação dada, fixando-se os pontos A e D como terminal de entrada da corrente e B e C como terminal de saída da corrente. Então:

Cálculo da resistência equivalente:

b) Sendo uma associação em paralelo, a ddp é comum. Portanto:

120 = 20 . i1 i1 = 6A

120 = 30 . i2 i2 = 4A

120 = 6 . i3 i3 = 20A

c) i = i1 + i2 + i3 i = 6 + 4 + 20 i = 30A

02. No esquema representado, um fusível em F suporta uma corrente máxima de 5A. A lâmpada submetida a 110V consome 330W. Que resistência mínima se pode ligar em paralelo com a lâmpada, sem queimar o fusível?

A corrente que percorre a lâmpada é calculada pela fórmula da potência:

P = UAB . i1 330 = 110 . i1 i1 = 3A

Sem queimar o fusível, o circuito suporta uma corrente de, no máximo, 5A, sendo:

i = i1 + i2 5 = 3 + i2 i2 = 2A

Aplicando a 1.ª lei de Ohm em R:

UAB = R . i2 110 = R.2 R = 55

ASSOCIAÇÃO MISTA

É aquela na qual encontramos, ao mesmo tempo, resistores associados em série e em paralelo.

A determinação do resistor equivalente final é feita a partir da substituição de cada uma das associações, em série ou em paralelo, que compõem o circuito pela respectiva resistência equivalente.

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