02 Circuitos, Resist. Resistores

 

 

 

CURSO TÉCNICO DE AUTOMOBILÍSTICA ELETRICIDADE E ELETRÔNICA VEICULAR

CIRCUITOS, RESISTÊNCIA E RESISTORES

2004

 

ã 2003. SENAI-SP 1ª revisão - 2004 Eletricidade e Eletrônica Veicular - Fundamentos Série de fascículos técnicos organizada e editorada pela Escola SENAI Conde José Vicente de Azevedo

Coordenação geral  Arthur Alves dos Santos Coordenador do projeto Planejamento Planejamen to e

José Antonio Messas Ulisses Miguel

organização do conteúdo  Assessoria pedagógica Revisão técnica Editoração

Maria Rita Aprile Henrique Borodai Maria Rita Aprile Ulisses Miguel

Capa

Teresa Cristina Maíno de Azevedo

SENAI. SP SP.. Circuitos, Resistência e Resistores. São Paulo, Paulo, 2004. 61p. il. (Eletricidade (Eletricidade e Eletrônica Eletrônica  Veicular,  Veicu lar, 2) Fascículo técnico 1. Eletricidad Eletricidade e

2. Eletrônica

3. Automobilísti Automobilística ca

CDU 621.3.012.8

SENAI

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Sumário

Circuitos elétricos 

 Apresentação

3

•

Materiais condutores

5

• •

Materiais isolantes Componentes Componen tes do circuito elétrico − Fonte geradora − Carga − Condutores   Simbologia Tipos de circuitos elétricos − Circuito série − Circuito paralelo − Circuito misto

8 9 9 10 10 12 13 13 14 14

• • • • •

Resistência e corrente elétrica Unidade de medida Fatores determinantes da resistência elétrica Resistividade Resistividad e elétrica Temperatura e resistência elétrica

16 17 19 20 21

•

Características elétricas − Resistência nominal − Percentual de tolerância − Dissipação nominal de potência Simbologia Tipos de resistores − Resistor de filme carbono − Resistor de filme metálico − Resistor de fio − SMR Especificação de resistores Código de cores para resistores fixos − Interpretação do código  Associação de resistores resistores

24 25 25 26 26 27 27 28 29 29 30 31 31 38

• •

Resistência elétrica

Resistores

• •

• • •

 

 

•

 Associação em série série −  Associação em paralelo paralelo mista −  Associação mista Resistências equivalentes das associações equivalente da associação em série − Resistência equivalente − Resistência equivalente equivalente da associação em paralelo

39 39 40 40 40 41

Resistência equivalente equivalente da associação mista

45

−

• •

2

 

 

Exercícios Bibliografia

51 61

 Apresentação

Neste volume, você terá a oportunidade de obter um conjunto de informações sobre: circuitos elétricos; resistência elétrica; resistores e associação de resistores. Esses assuntos são da maior importância para você que pretende desenvolver  atividades relacionadas à eletricidade e eletrônica veicular, pois estão fundamentand fundamentando, o, isto é, fornecendo a base ou os alicerces para outros conhecimentos mais complexos que virão pela frente. Leia tudo com muita atenção. E, sempre que possível, procure relacionar as informações apresentadas com questões e práticas do dia a dia. Esse relacionamento certamente permitirá que você assimile os assuntos com maior facilidade e, em conseqüência,, o seu estudo será mais proveitoso e agradável. conseqüência Lembre-se de que você conta com o apoio de seu Professor para a resolução das dúvidas que possam surgir.

Bom estudo! Vá em frente!

3

 

 

4

 

 

Resistência elétrica

Não é nenhuma novidade que a eletricidade é utilizada em diferentes situações. Basta observarmos, por exemplo, o movimento dos motores, as luzes acesas, o calor do ferro de passar roupas e inúmeras outras apli aplicações cações de energia elétri elétrica, ca, em nosso dia a dia. Os diversos efeitos provocados pela utilização da energia elétrica, como, a luz, o calor, o som e o movimento têm um ponto em comum: necessitam de um circuito elétrico. Mas, o que vem a ser um circuito elétrico? - Circuito elétrico é o caminho fechado por onde circula a corrente elétrica.

Você conhecerá, agora, as características, as funções e os componentes do circuito elétrico para poder reconhecer um circuito, identificar seus componentes e representálos com símbolos. Para isso, você já deverá ter dominado alguns conteúd conteúdos os referentes à estrutura da matéria e à corrente elétrica. Sempre que possível, relacione o seu estudo com as situações práticas do dia a dia para garantir um aprendizado eficiente.

Materiais condutores

São aqueles que permitem a passagem de corrente elétrica todas as vezes que se aplica uma diferença de potencial (ddp) entre suas extremidades.

5

 

 

Você sabia que: Os condutores são empregados em todos os dispositivos e equipamentos equipamen tos elétricos e eletrônicos?

Existem materiais sólidos, líquidos e gasosos que são condutores elétricos. Entretanto, nas áreas da eletricidade e da eletrônica, os materiais sólidos, como o cobre, por  exemplo, são os mais importantes.

Mas, o que faz um material sólido ser condutor de eletricidad eletricidade? e? Para responder a esta pergunta, vamos retomar algumas noções sobre cargas elétricas, que você já estudou: • os elétrons livres são cargas elétricas que se movimentam no interior dos materiais sólidos; • a corrente elétrica é formada pelos elétrons livres que se movimentam ordenadamente.  ordenadamente.

com ddp

 

6

 

 

sem ddp

 

Pois bem, dependendo da intensidade da atração existente entre o núcleo do átomo e os elétrons livres, temos um material sólido condutor de eletricidade. Quanto menor  for a atração entre o núcleo do átomo e os elétrons livres, maior  será a capacidade do material em deixar fluir a corrente elétrica. Os metais são considerados excelentes condutores de corrente elétrica porque os fracamente  elétrons da última camada da eletrosfera (elétrons de valência) estão fracamente  ligados ao núcleo do átomo. Por causa disso, desprendem-se com facilidade o que permite o seu movimento ordenado.

Tomando, como exemplo, a estrutura atômica do cobre, sabe-se que cada átomo tem 29 elétrons, estando apenas um deles na última camada. Esse elétron desprende-se do núcleo do átomo e se movimenta livremente no interior do material. A estrutura química do cobre compõe-se de numerosos núcleos fixos, rodeados por elétrons livres que se movimentam intensamente de um núcleo para o outro.

estrutura do cobre

 

Você sabia que:   A intensa mobilidade mobilidade ou liberdade de movimentação movimentação dos elétrons no interior da estrutura química do cobre faz dele um material de grande condutividade elétrica. E que os bons condutores são os materiais com baixa resistência elétrica?

7

 

 

O quadro a seguir indica a resistência elétrica de alguns materiais condutores em ordem crescente. resistência

 prata  prat a

cob cobre re

ouro

alum alumín ínio io

cons constan tantan tan

níque níquel-crom l-cromo o

 

Por esse quadro, você pode observar que, depois da prata, o cobre é considerado o melhor condutor elétrico. Em geral, o cobre é o metal mais usado na fabricação de condutores para instalações elétricas. Materiais isolantes

São aqueles que apresentam comportamento totalmente oposto ao dos materiais condutores, pois apresentam forte oposição à circulação de corrente elétrica no interior  de sua estrutura.  A oposição dos materiais isolantes à passagem da corrente elétrica acontece porque os elétrons livres dos átomos que compõem a sua estrutura química são fortemente ligados a seus núcleos e dificilmente são liberados para a circulação.  A estrutura atômica dos materiais isolantes compõe-se de átomos com cinco ou mais elétrons na última camada energética.

nitrogênio nitr ogênio (N)

enxofre (S)

 

Os exemplos mais conhecidos de materiais isolantes são: a madeira, o plástico, o teflon, o poliéster, a borracha, o vidro, a cerâmica, a lã e o papel.

8

 

 

Você sabia que: Em condições anormais, um material isolante pode tornar-se condutor? Trata-se do fenômeno conhecido por  por ruptura dielétrica. ruptura dielétrica.  A ruptura dielétrica ocorre quando uma grande quantidade de energia é aplicada a um material normalmente isolante, fazendo com que os elétrons normalmente presos aos núcleos dos átomos sejam arrancados das órbitas e, com isso, provoquem a circulação de corrente.

No desligamento de um interruptor elétrico, a formação de faíscas é um exemplo típico de ruptura dielétrica. A tensão elevada entre os contatos no momento da abertura fornece grande quantidade de energia, provocando a ruptura dielétrica do ar e gerando a faísca. Componentes do circuito elétrico

Como já foi dito, o circuito elétrico é o caminho fechado em que circula a corrente elétrica. Dependendo do efeito desejado, o circuito elétrico faz com que a eletricidade assuma as mais diversas formas: luz, som, calor e movimento. O circuito elétrico mais simples que se pode montar é constituído de três componentes: • fonte geradora; • carga; • condutores.

Fonte geradora Todo circuito elétrico necessita de uma fonte geradora, também chamada de fonte de alimentação ou simplesmente fonte. A fonte fornece a tensão necessária para a existência da corrente. Exemplos de fontes: bateria, pilha e alternador.

9

 

 

Carga

Também chamada de consumidor   ou receptor  de energia elétrica, é o componente do circuito elétrico que transforma a energia elétrica fornecida pela fonte geradora em outro tipo de energia. Essa energia pode ser mecânica, luminosa, térmica e sonora. Exemplos de cargas são as lâmpadas que transformam energia elétrica em energia luminosa; o motor que transforma energia elétrica em energia mecânica; o rádio que transforma energia elétrica em sonora.  Atenção: Um circuito elétrico pode ter uma ou mais cargas associadas. Condutores

 Atuam como elo de ligação entre a fonte geradora e a carga, servindo de meio de transporte da corrente elétrica. Os condutores mais comuns são: os fios metálicos, os cabos e os cordões elétricos. Uma lâmpada, ligada por condutores a uma bateria, é um exemplo típico de circuito elétrico simples, formado por três componentes.

Veja como se forma o circuito elétrico indicado na figura anterior: • a lâmpada traz em seu interior uma resistência, chamada filamento; • a resistência fica incandescente e gera luz quando percorrida pela corrente elétrica; • a corrente é formada quando o filamento recebe a tensão por meio dos terminais de ligação; • a lâmpada, quando ligada à bateria por meio de condutores, permite a formação de um circuito elétrico, pois os elétrons, em excesso no pólo negativo da pilha, movimentam-se pelo condutor e pelo filamento da lâmpada em direção ao pólo positivo da pilha.

10

 

 

 A figura a seguir ilustra o movimento dos elétrons livres. Esses elétrons saem do pólo negativo, passam pela lâmpada e se dirigem ao pólo positivo da pilha.

 Atenção:  Atenção:  Enquanto a pilha for capaz de manter o excesso de elétrons no pólo negativo e a falta de elétrons no pólo positivo; a lâmpada permanecerá acesa, pois continuará a existir passagem de corrente elétrica no circuito.

 Além da fonte geradora, do consumidor e condutor, o circuito elétrico possui um componente adicional chamado de interruptor ou chave. A função desse componente é comandar o funcionamento dos circuitos elétricos.

Quando aberto ou desligado, o interruptor provoca uma abertura em um dos condutores. Assim, o circuito elétrico não corresponde a um caminho fechado, porque um dos pólos da pilha (positivo) está desconectado do circuito e não há circulação da corrente elétrica.

11

 

 

Quando o interruptor está ligado, seus contatos estão fechados, tornando-se um condutor de corrente contínua. Nessas condições, o circuito constitui novamente um caminho fechado por onde circula a corrente elétrica.

Simbologia Simbologia  

Por facilitar a elaboração de esquemas ou diagramas elétricos, existe uma simbologia para representar graficamente cada componente num circuito elétrico.A tabela a seguir  mostra alguns símbolos utilizados nos esquemas ou diagramas elétricos e seus respectivos componentes componentes..

Designação Designaçã o

Condutor 

Cruzamento sem conexão

Cruzamento com conexão

Fonte, gerador ou bateria

Lâmpada

Interruptor 

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Figura

Símbolo

O esquema a seguir representa um circuito elétrico formado por lâmpada, condutores, interruptor e pilha. Nesse esquema, a corrente elétrica é representada por uma seta acompanhada acompanhad a pela letra I.

Tipos de circuitos elétricos

Os tipos de circuitos elétricos são determinados pela maneira como seus componentes são ligados. Assim, existem três tipos de circuitos: série; paralelo e misto. Circuito série

Todos os componentes (cargas) são ligados um após o outro, existindo um único caminho para a corrente elétrica, a qual sai do pólo positivo da fonte, passa pelo primeiro componente (R1); passa pelo seguinte (R2) e, assim por diante, até chegar ao pólo negativo da fonte. Veja representação esquemática do circuito série no diagrama a seguir. R 2  2 

U 

− +

I  R 1

   Atenção: O valor da corrente elétrica é sempre o mesmo em qualquer ponto do circuito série, pois a corrente tem apenas um único caminho para percorrer.

13

 

 

O circuito série também é chamado de dependente  porque se houver falha ou se qualquer um dos componentes for retirado do circuito, a circulação da corrente cessa. R 2  2 

U 

−−

I  R 1

+

  Circuito paralelo 

Os componentes estão ligados em paralelo entre si, conforme indica o circuito a seguir.

U 

−

R 1

R 2  2 

I 1 I 2 

+

 

No circuito paralelo, a corrente é diferente em cada ponto do circuito. Depende da resistência de cada componente à passagem da corrente elétrica e da tensão aplicada sobre ele. Todos os componentes ligados em paralelo recebem a mesma tensão. Circuito misto 

Os componentes estão ligados em série e em paralelo, conforme o esquema a seguir.

R 1

 

U 

+

14

 

 

   

I 

 

! 

 

R 2  2 

R 3

 

I 2  2 

 

No circuito misto, o componente R1 ligado em série, ao ser atravessado por uma corrente, causa uma queda de tensão porque é uma resistência. Assim, os resistores R2 e R3 que estão ligados em paralelo, receberão a tensão da rede menos a queda de tensão provocada por R1. Responda, agora, as questões referentes ao conteúdo aqui tratado, que se encontram no final deste volume. Sempre que tiver dúvidas, volte ao texto. Se, mesmo assim, as dúvidas continuarem, entre em contato com o seu monitor o mais breve possível.

15

 

 

Resistência elétrica

Você já viu que para haver tensão, é necessário existir uma diferença de potencial (ddp) entre dois pontos. E, ainda que: • a corrente elétrica é o movimento orientado de cargas provocado pela ddp; • os corpos eletrizados procuram restabelecer o equilíbrio elétrico por meio da corrente; • não basta haver ddp, é preciso que o circuito esteja fechado para que haja corrente elétrica.  Assim, podemos afirmar afirmar que: - existe tensão sem corrente, mas não é possível haver corrente sem tensão.

 Agora, você vai estudar o conceito de resistência elétrica; suas grandezas e seus efeitos sobre a circulação da corrente. Para entender os conteúdos aqui apresentados, você já deve ter adquirido conhecimentos sobre a estrutura da matéria, tensão e corrente. Resistência e corrente elétrica

Resistência elétrica é a oposição apresentada por um material ao fluxo da corrente elétrica. Todos os dispositivos elétricos e eletrônicos apresentam certa oposição à passagem da corrente elétrica.

16

 

 

 A resistência dos materiais à passagem da corrente elétrica tem origem em sua estrutura atômica. Para aplicar uma ddp a um material que dê origem a uma corrente elétrica, é preciso que a estrutura desse material permita a existência de elétrons livres para movimentação movimentação.. Quando os átomos de um material liberam elétrons livres entre si com facilidade, a corrente elétrica flui facilmente através dele. Nesse caso, a resistência elétrica desses materiais é pequena.

Em materiais, cujos átomos não liberam elétrons livres entre si com facilidade, a corrente elétrica flui com dificuldade, porque a resistência elétrica desses materiais é grande.

Portanto, a resistência elétrica de um material depende da facilidade ou da dificuldade com que esse material libera cargas para a circulação. O efeito causado pela resistência elétrica tem muitas aplicações práticas em eletricidade e eletrônica. Pode gerar aquecimento no chuveiro, nos ferros de passar e soldar e no secador de cabelo. Pode gerar também iluminação por meio das lâmpadas incandescentes. Unidade de medida

 A unidade de medida da resistência é o ohm, indicado pela letra grega Ω (lê-se ômega). A tabela a seguir indica os múltiplos do ohm, que são os valores usados na prática. Denominação

Múltiplo Unidade

Símbolo

Valor em relação à unidade

Megohm

MΩ

1000000Ω  106Ω ou 1000000Ω

Quilohm

kΩ

1000Ω  103Ω ou 1000Ω

Ohm

Ω

---

17

 

 

Para converter os valores, o procedimento é o mesmo utilizado para outras unidades de medida. MΩ

KΩ 

Ω 

Observe os exemplos a seguir: 120Ω = ___________kΩ 120Ω ___________kΩ  k Ω  Ω 1

2

0

KΩ 

Ω 

0

1

2

0

(posição da vírgula) ↑ 

↑ (nova posição da vírgula) 120

390kΩ = ______________MΩ 390kΩ ______________MΩ  MΩ kΩ 3

9

0

MΩ

k Ω 

0

3

↑ 

9

0

↑  390k

5,6kΩ = ____________ Ω  5,6kΩ k Ω  Ω

KΩ 

5

5

6

= 0,12k  

= 0,39M  

Ω  6

0

0

↑ 

↑  5,6k

470Ω = ____________ MΩ 470Ω M Ω  M Ω  Ω 4

7

0

↑ 

MΩ 0

= 5600  

k Ω  0 ↑ 

470

0

0

Ω  4

7

0

= 0,00047M  

 Atenção: Embora o instrumento de medição da resistência elétrica seja o ohmímetro, em geral ela é medida pelo multímetro. multímetro. 

18

 

 

Fatores determinantes da resistência elétrica

George Simon Ohm, o cientista que estudou a resistência elétrica, verificou que em um condutor a resistência elétrica depende basicamente de quatro fatores: 1. material de qu que e é feito o condutor; 2. comprimento (L) do con condutor; dutor; 3. área de sua seç seção ão transversal (S); 4. temperatura no cond condutor. utor. Para analisar a influência de cada um desses fatores sobre a resistência elétrica, várias experiências foram realizadas, variando um dos fatores e mantendo sem alteração os demais. Na análise da influência do comprimento comprimento   do condutor, foram mantidos constantes: o tipo de material, sua temperatura e a área da sessão transversal, variando apenas o seu comprimento. → Resistência obtida = R S -----------→ S ----------------------------------------- → Resistência obtida = 2R → Resistência obtida = 3R S ------------------------------------ ------------------------------------------- ------------------------------------ ---------------------------------------------→ aumentava   ou diminuía na  Nessas condições, verificou-se que a resistência elétrica aumentava mesma proporção em que aumentava ou diminuía o comprimento do condutor. Portanto: - A resistência elétrica elétrica é diretamente proporcional ao comprimento do condutor.

Para verificar a influência da seção transversal , foram mantidos constantes o comprimento do condutor, o tipo de material e sua temperatura, variando apenas sua seção transversal. S 2.S 3.S

• 

Resistência obtida = R

• 

Resistência obtida = R/2

• 

Resistência obtida = R/3

19

 

 

Nesse caso, verificou-se que a resistência elétrica diminuía à medida que a  seção transversal   do condutor  aumentava. Inversamente, a resistência elétrica aumentava, quando diminuía a seção transversal do condutor. Portanto: -  A resistência elétrica de um condutor é inversamente proporcional à sua área de seção transversal .  . 

Para verificar a influência do tipo de material, foram mantidas as constantes de comprimento, seção transversal e temperatura. S •  S •  S • 

 

L

 

Cobre  Alumínio Prata

resistência obtida = R1  resistência ob obtida tida = R2  resistência obtida = R3 

L

Utilizando, pois, materiais diferentes, verificou-se que não havia relação entre eles. A resistência elétrica mantinha o mesmo valor, utilizando o mesmo tipo material.  A partir dessas experiências, experiências, estabeleceu-se uma constante de proporcionalidade que foi denominada de resistividade elétrica. Resistividade elétrica

Resistividade elétrica é a resistência elétrica específica de um certo condutor com 1 metro de comprimento, 1mm2 de área de seção transversal, medida em temperatura ambiente constante de 20oC.  A unidade de medida de resistividade é o (lê-se “rô”).

m/mm2, representada pela letra grega  

Veja na tabela a seguir a indicação de alguns materiais e de seus respectivos valores de resistividade:

20

 

 

Material

( m/mm2) a 20oC

 Alumínio Chumbo Cobre comercial Estanho Ferro Níquel-cromo Prata Zinco

0,030 Ωm/mm2  0,21 Ωm/mm2  0,017 Ωm/mm2  0,1195 Ωm/mm2  0,12 Ωm/mm2  2

1,09 ΩΩm/mm 0,015 m/mm2   0,061 Ωm/mm2 

 A partir desses experimentos, George Simon Ohm estabeleceu a chamada 2ª Lei de Ohm que diz: ⇒  A resistência elétrica de um condutor é diretamente proporcional ao produto da resistividade específica pelo seu comprimento, e inversamente proporcional a sua área de seção transversal.

Matematicamente,, essa lei é represe Matematicamente representada ntada pela seguinte e equação: quação: R = ρ. L  S  Atenção: R = resistência elétrica expressa em Ω; L = comprimento do condutor expressa em metros (m); S = área de seção transversal do condutor expressa em milímetros

quadrados (mm2); = resistividade elétrica do material em Ω. m/mm2.

Temperatura e resistência elétrica

Como já foi visto, a resistência elétrica de um condutor depende do tipo de material de que ele é constituído e da mobilidade das partículas em seu interior. Você sabia que: Na maior parte dos materiais, o aumento da temperatura significa maior resistência elétrica? E que isso acontece porque o aumento da temperatura provoca aumento da agitação das partículas que constituem o material, aumentando as colisões entre elas e os elétrons livres no interior do condutor?

21

 

 

No caso dos metais e de suas ligas, é necessário um grande aumento na temperatura para se notar uma pequena variação na resistência elétrica. É por esse motivo que eles são usados na fabricação de resistores. Podemos, então, concluir que em um condutor, a variação na resistência elétrica relacionada ao aumento de temperatura depende diretamente da variação de resistividade elétrica própria do material com o qual o condutor é fabricado. Assim, uma vez conhecida a resistividade do material do condutor em uma determinada temperatura, é possível determinar seu novo valor em uma nova temperatura. Para isso, utilizamos a expressão: f = o.(1 +

.

)

Onde: f  é a resistividade do material na temperatura final em Ω . m/mm2; o  é a resistividade do material na temperatura inicial (geralmente (geralmente 20o C) e m Ω . m/mm2; é o coeficiente de temperatura do material (dado de tabela) e é a variação de temperatura (temperatura final - temperatura inicial) em oC.  A tabela a seguir mostra os valores de coeficiente de temperatura dos materiais que correspondem à variação da resistência elétrica que o condutor do referido material com resistência de 1Ω 1Ω sofre quando a temperatura varia de 1 oC. Material 

Coeficiente de temperatura o

-1

( C )

22

 

 

Cobre

0,0039

 Alumínio

0,0032

Tungstênio

0,0045

Ferro

0,005

Prata

0,004

Platina

0,003

Nicromo

0,0002

Constantan

0,00001

Como exemplo, vamos determinar a resistividade do cobre na temperatura de 50 oC, sabendo-se que à temperatura de 20oC, sua resistividade corresponde a 0,0173Ω 0,0173 Ωm/mm2. ρo = 0,0173 α (oC-1) = 0,0039 . (50 - 20) ρf = ? Como: f = o.(1 + . ), então: ρf = 0,0173 . (1 + 0,0039 . (50 - 20)) ρf = 0,0173 . (1 + 0,0039 . 30) ρf = 0,0173 . (1 + 0,117) ρf = 0,0173 . 1,117 f = 0,0193 m/mm2  Responda, agora, as questões referentes ao conteúdo aqui tratado, que se encontram no final deste volume. Sempre que tiver dúvidas, volte ao texto. Se, mesmo assim, as dúvidas continuarem, entre em contato com o seu monitor o mais breve possível.

23

 

 

Resistores

Você já deve ter ouvido falar que a maioria dos circuitos eletrônicos utilizam resistores, que são componentes fabricados com materiais de alta resistividade com a finalidade de oferecer maior resistência à passagem da corrente elétrica. Ao limitar a corrente elétrica, nos circuitos eletrônicos, os resistores reduzem ou dividem as tensões. Resistor , portanto, é um componente formado por um corpo cilíndrico de cerâmica

sobre o qual é depositada uma camada espiralada de material ou filme resistivo. Esse material determina o tipo e o valor de resistência nominal do resistor. O resistor é dotado de dois terminais colocados nas extremidades do corpo em contato com o filme resistivo.

Vamos tratar agora dos resistores, de suas características elétricas, de sua simbologia, tipos e especificações.

Características Características elétricas

Os resistores apresentam características elétricas que os diferenciam de outros componentes. São elas: • resistência nominal; • percentual de tolerância; • dissipação nominal de potência.

24

 

 

Resistência nominal  

O valor da resistência elétrica especificada pelo fabricante denomina-se resistência nominal . O valor é expresso em ohms (Ω ( Ω), em valores padronizados. Temos, por  exemplo, resistores de 18Ω 18Ω, 120Ω 120Ω, 4k7Ω 4k7Ω e 1 MΩ MΩ. Os valores comerciais de resistência nominal são encontrados multiplicando-se multiplicando-se por 10 1 a 105 os números 10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 43, 47, 51, 56, 62, 68, 75, 75, 82 e 91 91.. Veja os exe exemplos: mplos: resistor de 1Ω 1Ω = (10 x 10-1)Ω; resistor de 15Ω 15Ω = (15 x 100)Ω; resistor de 220Ω 220Ω = (22 x 101)Ω. Percentual de tolerância

Em decorrência do processo de fabricação, os resistores estão sujeitos a imprecisões em seu valor nominal. A variação de valor de resistência nominal que um resistor pode apresentar em relação ao valor padronizado denomina-se  percentual de tolerância.  A diferença no valor valor pode ser par para a mais ou para m menos enos em relação relação ao valor nomin nominal. al. Existem quatro faixas de valores percentuais de tolerância: • para resistores de uso geral: ⇒ ± 10% de tolerância ⇒ ± 5% de tolerância. • para resistores de p precisão: recisão: ⇒ ± 2% de tolerância ⇒ ± 1% de tolerância. Você sabia que: Os resistores de precisão somente são empregados em circuitos em que os valores de resistência são críticos?

 A tabela a seguir apresenta alguns valores de resistores e seus respectivos percentuais de tolerância e os limites entre os quais se situa o valor real do componente.

25

 

 

Resistência

Tolerância

Variação

Valor real do componente

nominal ( )

(%)

( )

( )

220Ω 

±5%

±11Ω 

1000Ω 

±2%

±20Ω 

56Ω 

±1%

±0,56Ω 

470kΩ 

±10%

±47kΩ 

+5% = 220Ω + 11Ω = 232Ω  -5% = 220Ω - 11Ω = 209Ω  +2% = 1000Ω + 20Ω = 1020Ω  - 2% = 1000Ω - 20Ω = 980Ω  +1% = 56Ω + 0,56Ω = 56,56Ω  - 1% = 56Ω - 0,56Ω = 55,44Ω  +10% = 470kΩ + 47kΩ = 517kΩ  -10% = 470kΩ - 47kΩ = 423kΩ 

Observe na tabela anterior que um resistor de 220Ω 220Ω com ±5% (tolerância), pode apresentar valor real de resistência entre 232Ω 232Ω e 209Ω 209Ω. Dissipação nominal de potência

O resistor pode trabalhar com diversos valores de tensão e corrente, transformando a energia elétrica (potência elétrica) em calor. Entretanto, o resistor pode sofrer danos ou, até mesmo, ser destruído se a potência dissipada for maior que seu valor nominal. Em condições normais de trabalho, o acréscimo de temperatura é proporcional à potência dissipada. Dissipação nominal de potência ou limite de dissipação é a temperatura que o

resistor atinge sem que sua resistência nominal varie mais que 1,5%, em uma temperatura ambiente de 70oC.  A dissipação nominal de potência potência é expressa em watt  (W), que é a unidade de medida da potência. Por exemplo, o valor da resistência nominal de um resistor de uso geral com dissipação nominal de potência de 0,33W não será maior que 1,5%.

Simbologia

Observe nas figuras a seguir os símbolos utilizados para representação dos resistores segundo as normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT).

26

 

 

forma preferida 

 

outra forma

Nos diagramas, as características dos resistores aparecem ao lado do símbolo.

Tipos de resistores

Segundo a sua constituição, os resistores classificam-se em: • resistor de filme de carbono; • resistor de filme metálico; • resistor de fio; • resistor para montagem em superfície (SMR). De acordo com a sua constituição, os resistores apresentam características que os tornam mais adequados à determinada aplicação aplicação..

Resistor de filme de carbono

Também conhecido por  resistor de película, apresenta formatos e tamanhos variados, como indica a ilustração a seguir.

27

 

 

O  resistor de filme de carbono é constituído por um corpo cilíndrico de cerâmica que serve de base à fabricação do componente. Sobre o corpo do componente é depositada uma fina camada de filme de carbono, que é um material resistivo.  A camada resistiva determina a resistência nominal do resistor. Os terminais, também chamados lides de conexão, são colocados nas extremidades do corpo do resistor, ficando em contato com a camada de carbono. Os terminais permitem a ligação do elemento ao circuito. O corpo do resistor recebe um revestimento que dá o acabamento e isola o filme de carbono da ação da umidade.  A figura a seguir indica a conexão entre os terminais e o filme resistivo em um resistor  em corte.

Resistor de filme metálico

Com o mesmo formato do resistor de filme de carbono, o resistor de filme metálico é fabricado da mesma maneira que o resistor de filme de carbono. O que os diferencia é o material resistivo depositado sobre o corpo de cerâmica. No resistor de filme metálico, o material resistivo é uma película de níquel que resulta em resistores com valores ôhmicos mais precisos, isto é, com baixo percentual de tolerância, e mais estáveis, isto é, com baixo coeficiente de temperatura.

28

 

 

Devido a essas características, os resistores de filme metálico devem ser empregados em situações que exigem maior precisão e estabilidade estabilidade.. Resistor de fio

É constituído de um corpo de porcelana ou cerâmica. Sobre esse corpo, é enrolado um fio especial, geralmente de níquel-cromo. O comprimento e seção desse fio determinam o valor do resistor, que tem capacidade para operar com valores altos de corrente elétrica e, normalmente, se aquece quando em funcionamen funcionamento. to.  As ilustrações a seguir apresentam alguns resistores de fio e os terminais, o fio enrolado e a camada externa de proteção do resistor.

Para facilitar o resfriamento nos resistores que produzem grandes quantidades de calor, o corpo de porcelana maciça é substituído por um tubo, também de porcelana.

SMR  

O resistor  SMR , do inglês Surface Mounted Resistor , que significa resistor montado em superfície, é constituído de um minúsculo corpo de cerâmica com alto grau de pureza. Nesse corpo, é depositada uma camada vítreo metalizada formada por uma liga de cromo-silício. O valor de resistência ôhmica do resistor SMR é obtido pela variação da composição da camada de vítreo e uso do raio laser. Devido ao seu tamanho mínimo, este resistor  é indicado para ser fixado em circuitos eletrônicos por meio de máquinas de inserção automática.

29

 

 

O quadro a seguir resume as características desses resistores e suas aplicações. Resistor

Elemento resistivo

Aplicação

Filme de carbono

Carbono puro

Uso geral: circuitos eletrônicos, aparelhos de som e vídeo.

Filme metálico

Níquel

Precisão e uso geral: temporizadores, temporizadores, computadores, controladores computadores, controladores lógicos. lógicos.

Fio

Liga de níquel-cromo níquel-cromo

Dissipação de grandes potências em pequeno volume: carga (saída) em circuitos elétricos ou eletrônicos.

ou níquel-cobre SMR

Liga de cromo-silício

Miniaturização de aparelhos eletrônicos com redução de custo de produção: filmadoras, relógios, notebooks, agendas eletrônicas, aparelhos de surdez.

Especificação de resistores

Sempre que necessário descrever, solicitar ou comprar um resistor é necessário fornecer sua especificação completa, que deve estar de acordo com a seguinte ordem: 1. tipo; 2. resistência nominal; 3. percentual d de e tolerância tolerância;; 4. dissipação n nominal ominal de potên potência. cia. Veja alguns exemplos de especificação de resistores: Ω ±5% 0,33W; a) resistor de filme de carbono 820 820Ω b) resistor de filme m metálico etálico 150Ω 150Ω ±1% 0,4W; c) resistor de fio 4,7 4,7Ω Ω ±5% 10W; d) resistor para montag montagem em em superfície 1k 1kΩ Ω ±5% 0,25W.

30

 

 

Código de cores para resistores fixos

 A resistência nominal, o percentual de tolerância e a dissipação nominal de potência dos resistores de fio estão impressos no próprio corpo do componente. Nos SMRs, o percentual de tolerância e a dissipação nominal de potência são fornecidos na embalagem do componente. No corpo, está impresso apenas o valor da resistência nominal. Nos resistores de filme, as características elétricas estão codificadas em forma de anéis coloridos e padronizado padronizadoss internacionalmente.

 Assim, a cor de cada anel e sua posição em relação aos demais anéis fornecem o valor da resistência nominal e do percentual de tolerância. Esse tipo de codificação permite que os valores sejam compreendidos independentemente da posição do resistor no circuito.  Antigamente, a dissipação nominal de potência do resistor era determinada pelo tamanho físico do resistor. Atualmente, alguns fabricantes especificam-na junto com o tipo de resistor, por meio da cor do revestimento do componente. Por essa razão, é necessário consultar o manual do fabricante. Interpretação do código

Existem resistores de filme com quatro, cinco e seis anéis coloridos. Veja a seguir as características de cada um deles. Resistores com quatro anéis  – Nesse caso, o código de cores se compõe de três

cores para representar o valor da resistência nominal (valor ôhmico) e uma para representar o percentual de tolerância. O primeiro anel a ser lido é aquele que se encontra mais próximo da extremidade. Seguem-se pela ordem o 2o, o 3 o e o 4 o anel colorido.

31

 

 

 

indicam o valor da ← resistência em ohms

 

o

o

1

2

o

3

 

o

4

 

→ indica a tolerância (+ afastado) 

 A cada algarismo algarismo corresponde u uma ma cor. Veja a seguir. 0 - preto 1 - marrom 2 - vermelho 3 - laranja

4 - amarelo 5 - verde 6 - azul

7 – violeta 8 – cinza 9 – branco

O primeiro anel colorido representa o primeiro algarismo que formará o valor do resistor.

 

5 60000  60000 Ω 

 Atenção:    Atenção:  A primeira cor cor do anel nunca anel nunca  é a preta a preta.. 

O segundo anel colorido representa o segundo algarismo que forma o valor do resistor.

 

5 6  60000  0   000 Ω 

O terceiro algarismo representa a quantidade de zeros que seguem os dois primeiros algarismos. É chamado de fator multiplicativo.

0000  Ω  56 0000 

 

32

 

 

 A cada quantidade quantidade de zeros corresponde corresponde uma cor: ⇒ preto Nenhum zero Umzero (0)

⇒ marrom

Doiszeros (00)

⇒ vermelho

Trêszeros (000)

⇒ laranja

Quatro zeros (0000)

⇒ amarelo

Cinco zeros (00000) Seis zeros (000000) 

⇒ verde ⇒ azul 

 Atenção:  As cores violeta, cinza e branca não são encontradas no 3 o anel, porque os resistores padronizados para uso geral não alcançam valores que necessitem de 7, 8 ou 9 zeros.

 A seqüência descrita descrita correspond corresponde e a um resistor: 560000 verde  azul amarelo 

O quarto anel colorido representa a tolerância do resistor. A cada percentual corresponde uma cor característica. Desse modo temos: ± 10% - prateado ± 5% - dourado ± 2% - vermelho ± 1% - marrom  Atenção:   Atenção:   A ausência do quarto quarto anel indica a tolerância de ±  20%.

 Acrescentando-se uma tolerância em torno de 5% ao valor do resistor usado como  Acrescentando-se exemplo, temos: 560000Ω 560000Ω  ± 5% - verde, azul, amarelo e dourado. A tabela a seguir  apresenta o código de cores completo para resistores com quatro anéis coloridos.

33

 

 

Cor

Dígitos Multiplicador Tolerância Significativos

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 

Preto Marrom Vermelho Laranja  Amarelo Verde  Azul Violeta Cinza Branco Ouro

1X 10 X 100 X 1000 X 10000 X 100000 X 1000000 X 0,1 X 0,01 X 

Prata sem cor 

a

1 faixa o 1 dígito dígito  

Cor Marrom Verm. Laranja  Amarelo Verde  Azul Violeta Cinza Branco

34

 

a

2 faixa o 2 dígito dígito  

Dígito Cor 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Preto Marrom Verm. Laranja  Amar. Verde  Azul Violeta Cinza Branco

±5% ± 10 % ± 20 % 

a

a

3 faixa 4 faixa Multiplicador   Tolerância  Tolerância  

Dígito Cor 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

± 1% ± 2%

Preto Marrom Verm. Laranja  Amar. Verde  Azul Prata Ouro

Dígito

Cor

Dígito

Prata ± 10% 1 Ouro ± 5% 10 Sem ± 20% 100 faixa ± 1% 1000 10000 Marrom ± 2% 100000 Verm. 100000 0 0,01 0,1

 

Resistores de cinco anéis  – A maioria dos resistores apresenta cinco cinco   anéis

coloridos para a codificação de seus valores. São mais precisos que os de quatro anéis, pois apresentam um percentual de tolerância menor, na ordem de ±1%, ±2% e ±5%.

Nesses resistores, os três primeiros anéis são dígitos significativos; já o quarto anel representa o número de zeros (fator multiplicativo) e o quinto é a tolerância.

C o r 

D í g i to s significativos

preto

0

1X

± 1%

marrom

1

10 X

±2%

vermelho

2

100 X

laranja

3

1000 X

amarelo

4

10000 X

verde

5

100000 X

azul

6

1000000 X

violeta

7

-

cinza branco

8 9

-

Mu l ti p l i c a d o r 

ouro

0,1 X

prata

0,01 X

Tol erânci a

 

±5%

35

 

 

a

a

1 Faixa o 1 Dígito Cor

a

2 . Faixa o 2 Dígito

Díg

Cor

a

3 Faixa o 3 Dígito

Díg

Cor

a

4 Faixa Multiplicador 

Díg

Cor

5 Faixa Tolerância

Díg

Cor

Díg

±1%

Preto

0

Preto

0

Preto

1

Marrom

1

Marrom

1

Marrom

10

Vermelho ±2%

Marrom

1

Marrom

Vermelho

2

Vermelho 2

Vermelho 2

Vermelho 100

Laranja

3

Laranja

3

Laranja

3

Laranja

1000

 Amarelo

4

Amarelo

4

Amarelo

4

Amarelo

10000

Verde

5

Verde

5

Verde

5

Verde

100000

 Azul

6

Azul

6

Azul

6

Azul

1000000

Violeta Cinza

7 8

Violeta Cinza

7 8

Violeta Cinza

7 8

Prata Ouro

0,01 0,1

Branco

9

Branco

9

Branco

9

Ouro

±5%

Por exemplo, resistores que apresentam as cores na seqüência indicada a seguir, terão os seguintes valores de resistência nominal e tolerância. Dígitos significativ significativos os

Multiplicador

Tolerância

Valor ôhmico

Marrom, verde, preto

vermelho

ouro

15kΩ 15kΩ ±5%

 Amarelo, violeta, violeta, preto

marrom

marrom

4k7Ω 4k7Ω ±1%

 Azul, cinza, preto

prata

vermelho

6,8Ω 6,8Ω ±2%

Vermelho, vermelho,

vermelho

vermelho

Ω ±2% 22kΩ 22k

ouro

ouro

Ω ± 5% 10 10Ω

preto Marrom, preto, preto

36

 

 

Resistores com seis anéis coloridos coloridos   - Resistores com seis anéis coloridos são

empregados em situações especiais que exigem elevada precisão e ambiente controlado. A especificação do coeficiente de temperatura (CT), codificado no 6 o anel, diferencia esses resistores dos demais. Os valores dos coeficientes de temperatura encontrados nestes resistores podem ser  de: 100 ppm (marrom); 50 ppm (vermelho), 15 ppm (laranja) e 25 ppm (amarelo).

37

 

 

resistores es  Associação de resistor

Como você já viu, todos os dispositivos elétricos e eletrônicos apresentam uma certa oposição ou resistência à passagem da corrente elétrica. As resistências, portanto, entram na constituição da maioria dos circuitos elétricos e eletrônicos formando verdadeiras associações de resistências. Por essa razão, é importante que você conheça os tipos e características elétricas destas associações, pois elas são a base de qualquer atividade ligada à eletroeletrônica.  Agora, você vai ver como identificar os tipos de associação de resistências e determinar suas resistências equivalentes. Para isso, é preciso que você já saiba o que são resistências.  Associação de resistências é a reunião de duas ou mais resistências em um circuito elétrico. Na associação de resistências, temos que considerar dois elementos: os terminais e os nós. Mas, o que vem a ser  terminais  terminais e nós? • Terminais são os pontos da associação de resistências conectados à fonte geradora. • Nós são os pontos em que ocorre a interligação de três ou mais resistências.  As resistências podem ser associadas de modo a formar diferentes circuitos elétricos, conforme mostram as figuras a seguir.  

R 1

R 1

 

R 22  

 

R 1

R 22  

R 2  2 

R 3

R 3

R 3

 

 

 Atenção: Ramo  ou braço é a porção do circuito que liga dois nós consecutivos. Ramo

38

 

 

Não temos apenas um tipo ou modelo de associação de resistências. Dependendo de como essas resistências estão interligadas, podemos obter associações bastante diferentes. As associações classificam-se em: • associação em série; • associação em paralelo; • associação mista.  Associação em série série

Nesse tipo de associação, as resistências são interligadas de forma que exista apenas um caminho  caminho para a circulação da corrente elétrica entre os terminais.

Um exemplo muito comum de associação em série é o da iluminação utilizada nas árvores de natal em que a intensidade da corrente é a mesma para qualquer ponto do circuito. Se uma das lâmpadas “queimar”, o circuito é imediatamente interrompido.  Associação em paralelo paralelo

É a associação em que os terminais das resistências estão interligados de forma que existe mais de um caminho para a circulação da corrente elétrica.

39

 

 

 A associação em paralelo é a que existe nas casas em geral. Esse tipo de associação permite, por exemplo, que uma lâmpada seja apagada enquanto as demais permanecem acesas. Também permite que um aparelho elétrico seja desligado enquanto os outros permanecem ligados. mista a  Associação mist

É a associação formada por grupos de resistências em série e em paralelo.

Resistências equivalentes das associações

 A resistência apresentada apresentada nos terminais terminais de uma asso associação ciação de resistên resistências cias denomin denominaase resistência total  ou resistência equivalente equivalente  (Req).  Você deve estar pensando, mas por que resistência total ou equivalente?  A resistência total  de uma associação em série corresponde ou equivale à soma das resistências parciais que compõem o circuito. Isto significa que o conjunto dessas resistências associadas pode ser  substituído  por uma única resistência, daí ser  chamada de resistência equivalente (Req). Resistência equivalente da associação em série

Nas associações em série, a resistência elétrica entre os terminais é diferente das resistências individuais. Matematicamente, obtemos a resistência equivalente da associação em série pela seguinte fórmula: Req = R1 + R2 + R3 + ... + Rn 

40

 

 

Convenção

R1, R2, R3,... Rn são os valores ôhmicos das resistências associada associadass em série.  Atenção: R n representa a última resistência de uma associação.

Exemplo

Numa associação em série, temos uma resistência de 120Ω 120 Ω e outra de 270Ω 270Ω. Nesse caso, a resistência equivalente entre os terminais t erminais é obtida da seguinte forma:

R =R +R eq 1 2 Req = 120Ω 120Ω + 270Ω 270Ω  Req = 390    Atenção: O valor da resistência equivalente de uma associação de resistências em série é sempre maior que maior que a resistência de maior valor da associação.

O resultado encontrado no exemplo anterior comprova que Req (390 (390Ω Ω) é maior   que a (270Ω). resistência de maior valor (270Ω

Resistência equivalente da associação em paralelo

Na associação em paralelo há dois ou mais caminhos para a circulação da corrente elétrica. Por essa razão, a intensidade da corrente divide-se por vários caminhos do circuito elétrico ou eletrônico.

41

 

 

 A resistência equivalente de uma associação em paralelo de resistências é dada pela equação:

Req =

1 1 1 1 + + ... + Rn R1 R 2

 

Convenção

R1, R2, ..., Rn são os valores ôhmicos das resistências associadas.

Exemplo 

Vamos calcular a Req da associação em paralelo a seguir que apresenta: R1 = 10Ω 10Ω  R2 = 25Ω 25Ω  R3 = 20Ω 20Ω 

Para obtermos a resistência equivalente, basta aplicarmos a equação: Req =

1 1 1 1 + +... .. .+ R1 R 2 Rn

 

Temos, então: 1 1 1 Req = 1 1 1 = 0,1+ 0 0,,04 + 0,05 = 0,19 = 5,26   + + 10 25 20 Req = 5,26  

42

 

 

 Atenção:   Atenção:  O valor da resistência equivalente de uma associação de resistências em  paralelo é sempre sempre menor  que a resistência de menor  menor valor valor da associação.

O resultado encontrado no exemplo anterior indica que a resistência equivalente da associação em paralelo (5,26Ω (5,26Ω) é menor que a resistência de menor valor (10Ω (10Ω). Em associações em paralelo com apenas duas resistências, podemos usar uma equação mais simples, deduzida da equação geral.  Assim, tomando-se tomando-se a equação ge geral, ral, com apenas d duas uas resistências resistências,, temos: 1   Req = 1 1 + R1 R 2 Invertendo ambos os membros, obtemos: 1 1 1 = +   Req R R 1

2

Colocando o denominador comum no segundo membro, temos: R + R2 1 = 1   Req Re q R1xR2 Invertendo os dois membros, obtemos: Req Re q=

R1xR2   R1 + R2

Portanto, R1 e R2 são os valores ôhmicos das resistências associadas. Observe exemplo de associação em paralelo no circuito a seguir que emprega a fórmula para duas resistências.

43

 

 

Req Re q=

R1xR2 1200 x680 816000 + = = 434 434Ω Ω  R1 + R2 1200 + 680 1880

Req = 434  

Podemos associar em paralelo duas ou mais resistências, todas de mesmo valor. Veja:

Nesse caso, empregamos uma terceira equação, que é específica para associações em paralelo, em que todas as resistências têm o mesmo valor. Esta equação também é deduzida da equação geral. Vamos tomar a equação geral para "n" resistências. Nesse caso temos:

Como R1, R2, ... e Rn têm o mesmo valor, podemos também escrever da seguinte forma:

44

 

 

Operando o denominador do segundo membro, obtemos: 1 Req =   n R O segundo membro é uma divisão de frações. De sua resolução, temos: Req = R   n Convenção R  é o valor de uma resistência (todas têm o mesmo valor), sendo n  o número de

resistências de mesmo valor associadas em paralelo. Três resistências de 120Ω 120Ω associadas em paralelo têm uma resistência equivalente a: Req =

R 120 = = 40Ω 40Ω   n 3

Req = 40  

Como já foi dito, o valor de Req  de uma associação de resistências em paralelo é sempre menor  que a resistência de menor valor da associação. Resistência equivalente da associação mista

Para determinar a resistência equivalente de uma associação mista, utilizamos os seguintes procedimen procedimentos: tos: 1. A partir dos nós, dividimos a associação em pequenas partes para calcular as associações em série ou em paralelo.

45

 

 

2. Identificados os nós, verificamos como estão ligadas as resistências entre cada dois paralelo. nós do circuito. Nesse caso, as resistências R2 e R3 estão em paralelo. 3. Desconsideramos, então, tudo o que está antes e depois depois   dos nós e conferimos a forma como R2 e R3 estão associadas para verificar se trata de uma associação em paralelo de duas resistências.

Determinamos então a Req dessas duas resistências associadas em paralelo, aplicando-se a fórmula a seguir:

46

 

 

Portanto, as resistências associadas R2 e R3 apresentam 108Ω 108Ω de resistência à passagem da corrente no circuito. Se as resistências R2 e R3 em paralelo forem substituídos por uma resistência de Ω, identificada por R A, o circuito não se altera. 108Ω 108

Substituindo a associação mista original, temos, portanto, uma associação em série simples constituída pelas resistências R1, R A e R4. Determinamos a resistência equivalente de toda a associação pela equação da associação em série: Req = R1 + R2 + R3 + ... Usando os valores do circuito, obtemos: Req = R1 + R A + R4 Req = 560 + 108 + 1200 = 1868 1868Ω Ω 

47

 

 

O resultado indica que toda a associação mista original tem o mesmo efeito para a corrente elétrica que uma única resistência de 1868 1868Ω Ω.

1868 Ω 

1868 Ω 

 A seguir, apresentamos um exemplo de circuito misto, com a indicação da seqüência de procedimentos para determinarmos a resistência equivalente.

Da análise do circuito, deduzimos que as resistências R1 e R2 estão em série e podem ser substituídas por uma única resistência R A que tenha o mesmo efeito resultante. Na associação em série, empregamos a fórmula a seguir. Req = R1 + R2 + ....

Portanto: R A = R1 + R2  R A = 10000 + 3300 = 13300Ω 13300Ω 

48

 

 

Substituindo R1 e R2 pelo seu valor equivalente no circuito original, obtemos:

Da análise do circuito formado por R A e R3, deduzimos que essas resistências estão em paralelo e podem ser substituídas por uma única resistência, com o mesmo efeito. Para a associação em paralelo de duas resistências, empregamos empregamos a fórmula a seguir.

 Assim, toda a associação mista pode ser substituída por uma única resistência de 11.124 . 

 Aplicando-se a associação de resistências ou uma única resistência de 11.124 11.124Ω Ω a uma fonte de alimentação, o resultado em termos de corrente é o mesmo.

49

 

 

Responda, agora, as questões referentes ao conteúdo aqui tratado, que se encontram no final deste volume. Sempre que tiver dúvidas, volte ao texto. Se, mesmo assim, as dúvidas continuarem, entre em contato com o seu monitor o mais breve possível.

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Exercícios

Circuitos elétricos

1 Assinale co com m um (x) a alternativa co correta. rreta. O cobre e a prata são considerados bons condutores porque apresentam: a ( ) grande atração entre o núcleo dos átom átomos os e os elétro elétrons ns livre livress b( c( d( e(

) ) ) )

movimento desordenado dos elétrons de valência baixa resistência elétrica alternância entre o oss inte intervalos rvalos de a alta lta e de ba baixa ixa re resistência sistência alta resistência elétrica

2 Assinale co com m um (x) a alternativa co correta. rreta.  A alta resistência elétrica elétrica é característica dos: a ( ) materiais condutores b ( ) materiais energéticos c ( ) materiais protetores d ( ) círculos e ( ) materiais isolantes

51

 

 

3 Assinale com um (x) a al alternativa ternativa correta. O caminho fechado por onde circula a corrente elétrica denomina-se a ( ) círculo elétrico b ( ) condutor de eletricidade c ( ) corrente contínua d ( ) circuito elétrico e ( ) alimentação 4 Assinale co com m um (x) a alternativa co correta. rreta. Uma elevada carga de energia aplicada sobre um material isolante transforma-o em: a ( ) material energético b ( ) circuito paralelo c ( ) fonte de alimentação d ( ) resistência e ( ) material condutor  5 A coluna da esquerda rela relaciona ciona os principais co componentes mponentes de um circui circuito to elétrico e a da direita as funções desses componentes. Complete a coluna da direita, escrevendo a letra correspondente dentro dos parênteses. Atenção! Uma das alternativas não te tem m correspondente. correspondente. (a) condutores ( ) transformar a ene energia rgia re recebida cebida em o outra utra for forma ma de (b) fonte geradora energia (c) receptor  ( ) efetuar a ligação que permite ou interrompe a (d) chave ou interruptor  passagem da corrente elétrica elétrico ( ) servir de meio d de e transpo transporte rte da corrente elétrica ( ) atuar co como mo fonte de alim alimentação entação do circu circuito ito elétri elétrico co ( ) medir a in intensidade tensidade da co corrente rrente elétrica

52

 

 

6 Assinale com um (x) a al alternativa ternativa correta.  A corrente elétrica que percorre um mesmo circuito, movimentand movimentando-se o-se de um pólo para outro, passando seqüencialmente por todos os componentes, caracteriza um: a ( ) circuito paralelo b ( ) circuito misto c ( ) circuito série d ( ) circuito aberto e ( ) circuito rápido

Resistência elétrica

1

Assinale com um (x) a alternativa correta.  A dificuldade que um determinado material apresenta à movimentaçã movimentação o dos elétrons livres denomina-s denomina-se: e: a ( ) tensão elétrica b ( ) voltagem c ( ) potência d ( ) circuito e ( ) resistência elétrica

2

Assinale com um (x) a alternativa correta.  A unidade de medida medida da resistê resistência ncia elétrica é in indicada dicada em: a ( ) volt (v) b ( ) ohm (Ω (Ω ) c ( ) ampère (A) d ( ) hertz (Hz)  e ( ) watt (W)

53

 

 

3 Assinale V (verd (verdadeiro) adeiro) ou F (falso) em ca cada da u uma ma da dass con conversões: versões:

4

a ( ) 80Ω 80Ω = 0,080kΩ 0,080kΩ

e ( ) 3,3kΩ 3,3kΩ = 3300Ω 3300Ω 

b ( ) 1,5MΩ 1,5MΩ = 15000Ω 15000Ω

f ( ) 180kΩ 180kΩ = 0,018MΩ 0,018MΩ 

c ( ) 2,7kΩ 2,7kΩ = 2700Ω 2700Ω

g ( ) 0,15KΩ 0,15KΩ = 1500Ω 1500Ω 

d ( ) 3,9KΩ 3,9KΩ = 0,039MΩ 0,039MΩ

h ( ) 0,0047MΩ 0,0047MΩ = 4700Ω 4700Ω 

Assinale com um (x) a alternativa correta. O instrumento destinado à medição de resistência elétrica denomina-se: a ( ) voltímetro b ( ) amperímetro c ( ) ohmímetro d ( ) wattímetro e ( ) paquímetro

5 Assinale com um (x) a al alternativa ternativa correta.  A iluminação por por meio de lâmp lâmpadas adas incandes incandescentes centes é resultado de: a ( ) conservação de energia b ( ) energia potencial c ( ) resistência elétrica d ( ) energia cinética e ( ) condutância

6 Assinale co com m um (x) a alternativa co correta. rreta.  A seção de um fio de de alumínio com re resistência sistência de 2 2Ω Ω e comprimento de 100m é: 1,5mm2 a( ) b ( ) 15,0mm2 c ( ) 159mm2 d ( ) 0,15mm2 e ( ) 15,9mm2 

54

 

 

7

Assinale com um (x) a alternativa correta.  A resistência elétrica de um condutor de cobre na temperatura de 20oC cuja seção é 1,5 mm2 para L = 50 cm; L = 100 100 m e L = 3 km é respectiva respectivamente: mente: a ( ) 

0,00577Ω 0,00577 Ω 

115,3Ω 115,3 Ω 

34,6Ω 34,6 Ω 

b ( ) 

0,00577Ω 0,00577 Ω 

1,153Ω 1,153 Ω 

3,46Ω 3,46 Ω 

c ( ) 

0,00577Ω 0,00577 Ω

11,53Ω 11,53 Ω 

34,6Ω 34,6 Ω 

d ( ) 

0,00577Ω  0,00577Ω 0, 005Ω 005Ω 

1,153Ω  1,153Ω Ω  1,153Ω 1,153

34,6Ω  34,6Ω 34Ω 34Ω 

e ( ) 

Resistores

1 Assinale V (verdadeiro) (verdadeiro) ou F (falso (falso)) em cada uma da dass afirmativas. a ( ) Quando corrente elétrica circulação por apenas um caminho, temos uma associação em série. b ( ) Temos mais de um ca caminho minho para a circu circulação lação da corrente, corrente, na associação em paralelo. c ( ) Malha ou braç braço o é a porção do circu circuito ito que liga os nós entre entrelaçados. laçados. d ( )  O valor da resistência equivalente de uma associação de resistências em série é equivalente a resistência de maior valor da associação. e ( ) O valor da resistênci resistência a equivalente de uma associação de resistênci resistências as em paralelo é sempre menor que a resistência de menor valor da associação.

2 Assinale co com m um (x) a alternativa co correta. rreta. Os circuitos (1), (2) e (3) a seguir apresentam respectivam respectivamente ente os seguintes tipos de associação: a ( )  (1) série (2) paralelo (3) mista b ( )  (1) mista (2) série (3) paralelo c ( )  (1) série (2) mista (3) paralelo d ( )  (1) mista (2) paralelo (3) série e ( )  (1) paralelo (2) série (3) mista

55

 

 

(1)

(2)

(3)

3

Assinale com um (x) a alternativa correta.  A resistência equivalente equivalente das as associações sociações (1), (2) e (3) (3) a seguir são respectivamente: (1)

56

(2)

 

 

(3)

a ( )  b ( ) 

(1) = 1970Ω 1970Ω (1) = 1010Ω 1010Ω

(2) = 128Ω 128Ω (3) = 1010Ω 1010Ω  (2) = 1970Ω 1970Ω (3) = 128Ω 128Ω 

c ( ) 

(1) = 128Ω 128Ω

(2) = 1010Ω 1010Ω (3) = 1970Ω 1970Ω 

d ( ) 

(1) = 1970Ω 1970Ω

(2) = 128Ω 128Ω

(3) = 1010Ω 1010Ω 

e ( ) 

(1) = 1010Ω 1010Ω

(2) = 128Ω 128Ω

(3) = 1970Ω 1970Ω 

4 Assinale com um (x) a alternativa correta.  A resistência equivalente equivalente das a associações ssociações em p paralelo aralelo (1), (2) e (3) (3) a seguir  são respectivamente respectivamente:: (1) (2)

(3)

57

 

 

5

a ( ) 

(1) = 1,02Ω 1,02Ω

(2) = 27,6Ω 27,6Ω

(3) = 2,5Ω 2,5Ω 

b ( ) 

(1) = 2,5Ω 2,5Ω

(2) = 1,02Ω 1,02Ω

(3) = 27,6 27,6Ω Ω 

c ( ) 

(1) = 27,6Ω 27,6Ω

(2) = 2,5Ω 2,5Ω

(3) = 1,02Ω 1,02Ω 

d ( ) 

(1) = 28,3Ω 28,3Ω

(2) = 1,02Ω 1,02Ω

(3) = 2,5 2,5Ω Ω 

e ( ) 

(1) = 1,02Ω 1,02Ω

(2) = 2,5Ω 2,5Ω

(3) = 27,6Ω 27,6Ω 

Assinale com um (x) a alternativa correta.  A resistência equivalente equivalente entre o oss nós A e B da figura 1 e dos nós B e C da fig figura ura 2 são respectivamen respectivamente: te: (1) (2)

a ( )  (1) = 102Ω 102Ω

(2) = 2,2Ω 2,2Ω 

b ( )  (1) = 10,2

(2) = 0,20 0,20Ω Ω 

c ( ) 

(2) = 2,2Ω 2,2Ω 

(1) = 102Ω 102Ω

d ( )  (1) = 2,76Ω 2,76Ω e ( )  (1) = 1,02Ω 1,02Ω

58

(2) = 1,02Ω 1,02Ω  (2) = 2,5Ω 2,5Ω 

 

 

6 Assinale com um (x) a alternativ alternativa a correta. Os valores de R A, RB e Req da associação a seguir são respectivamen respectivamente: te:

a ( ) R A = 4,5kΩ 4,5kΩ 

RB = 9,75Ω 9,75Ω

Req = 4509,75Ω 4509,75Ω 

Ω  b ( ) R A = 45k 45kΩ c ( ) R A = 5,4kΩ 5,4kΩ 

RB = 97,5Ω 97,5Ω RB = 9,7Ω 9,7Ω

Req = 450,975Ω 450,975Ω  Req = 45,0975Ω 45,0975Ω 

d ( ) R A = 4,5kΩ 4,5kΩ 

RB = 9,5Ω 9,5Ω

Req = 4509,75Ω 4509,75Ω 

e ( ) R A = 54kΩ 54kΩ 

RB = 9, 57Ω 57Ω

Req = 45097,5Ω 45097,5Ω 

7 Assinale co com m um (x) a alternativa co correta. rreta. Os valores de R A, RB e Req da associação a seguir são respectivamente:

59

 

 

8

a ( ) R A = 3,9M 3,9MΩ Ω 

RB = 1,36MΩ 1,36MΩ

Req = 303kΩ 303kΩ 

b ( ) R A = 1,36M 1,36MΩ Ω 

RB = 0,39MΩ 0,39MΩ

Req = 3,03kΩ 3,03kΩ 

c ( ) R A = 0,39M 0,39MΩ Ω 

RB = 1,35MΩ 1,35MΩ

Req = 300kΩ 300kΩ 

d ( ) R A = 0,39M 0,39MΩ Ω 

RB = 13,6MΩ 13,6MΩ

Req = 30,3kΩ 30,3kΩ 

e ( ) R A = 39M 39MΩ Ω 

RB = 13,6MΩ 13,6MΩ

Req = 303kΩ 303kΩ 

Assinale com um (x) a alternativa correta.

 As resistências equivalentes equivalentes das a associações ssociações (1) e ((2) 2) a seguir são respectivamente: (1)

(2)

60

a ( ) RT = 23,68 23,68Ω Ω 

RT = 9,6kΩ 9,6kΩ 

Ω  b ( ) RT = 236,68k 236,68kΩ

RT = 9,6kΩ 9,6kΩ 

c ( ) RT = 236,68 236,68Ω Ω 

RT = 9,36kΩ 9,36kΩ 

d ( ) RT = 2366 2366Ω Ω 

RT = 13,6kΩ 13,6kΩ 

e ( ) RT = 23,68 23,68Ω Ω 

RT = 13,6kΩ 13,6kΩ 

 

 

Bibliografia

GUSSOW, Milton. Eletricidade básica. básica. São Paulo: Makron Books, 1985. elétricas.. Rio de Janeiro: NISKIER, Júlio. e MACINTYRE, Joseph. Instalações elétricas Editora Guanabara Koogan S. A., 1992.

SENAI - SP. Eletricista de Manutenção I – Eletricidade básica.  básica. São Paulo: SENAI – SP. 1993.  ____. Produção do frio - Eletricidad Eletricidade. e. Mecânica de Refrigeração – Ensino a Distância.

unid. 3. São Paulo: SENAI - SP, 1996.   ____. Eletricidade Básica. Educação a distância. São Paulo: SENAI - SP, 1999.

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