Associação de resistores

Associação de Resistores

1. Objetivos

Reconhecimento de diferentes associações de resistores e determinação da resistência do resistor equivalente em associações em série, paralela e mista.

2. Material Necessário

• Fonte de tensão contínua regulável

• Voltímetro

• Amperímetro

• Ohmímetro

• Fios de ligação com pinos banana (simples, duplo e triplo)

• Painel com resistores e potenciômetro

• Chave liga/desliga

• Resistores avulsos

3. Resumo Teórico

RESISTORES

Para funcionar perfeitamente, os circuitos eletrônicos necessitam de correntes e tensão de polarizações adequadas. Por esse motivo, é necessário estudar o componente que possibilitará essa adequação.

O QUE É RESISTOR?

Resistor é um componente eletrônico que tem a propriedade da resistência elétrica, sendo elementos de circuito que consomem esta energia, convertendo-a integralmente em energia térmica. É o caso, por exemplo, de um fio metálico. À medida que os elétrons passam pelo fio, as colisões entre os elétrons e os átomos do metal, faz aumentar a agitação térmica dos átomos. Os resistores têm como função atenuar a corrente elétrica.

É costume representá-los nos circuitos pelos seguintes símbolos gráficos:

ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES

Os resistores podem ser ligados (associados) de vários modos. Os dois mais simples são associação em série e associação em paralelo.

Associação em série

Neste tipo de associação, a mesma corrente atravessa todos os resistores. Podemos calcular o resistor equivalente a uma dada associação em série. Basta lembrarmos que a corrente que atravessa o resistor equivalente, para uma dada ddp entre seus extremos, deve ser a mesma que atravessa toda a associação, enquanto a ddp é a soma. Neste caso todos os resistores são percorridos pela mesma corrente cuja intensidade é I, e a tensão U na associação é igual à soma das tensões em cada resistor.

Então, em um circuito série constatam-se as seguintes propriedades:

a) todos os componentes são percorridos por corrente de mesma intensidade;

b) a soma das tensões sobre todos os componentes deve ser igual à tensão total aplicada;

c) a resistência total da associação é igual à soma das resistências dos componentes individuais.

Comentemos isso tendo em vista o circuito ilustrado a seguir, onde temos dois resistores R1 e R2 conectados em série, sob tensão total de 6V:

a) em todos os pontos do circuito (inclusive dentro da bateria de 6V) a intensidade de corrente é de 3 mA;

b) a tensão sobre cada resistor (de valores iguais, nesse exemplo) é de 3V. A soma dessas duas tensões é igual à tensão mantida pela bateria.

c) a resistência total da associação vale 2kW, dada pela expressão: Rtotal = R1 + R2

Nesse circuito, a intensidade de corrente foi obtida pela fórmula:

I = Utotal / Rtotal

Substituindo:

I = 6V / 2 000W = 0,003A = 3 mA

A tensão elétrica (d.d.p.) sobre o resistor R1 será obtida por:

U1 = R1.I = 1 000W x 0,003A = 3V

A tensão elétrica sobre o resistor R2 deve ser também de 3V, uma vez que a soma delas deve dar os 6V da fonte de alimentação.

*Exemplo:

Calcule a resistência equivalente no esquema seguinte:

Req = 10kW + 1MW + 470W

Req = 10000W + 1000000W + 470W

Req = 1010470W

Associação em paralelo

Este tipo de associação tem como característica a mesma ddp entre seus extremos. A corrente que chega à associação se divide percorrendo "paralelamente" cada elemento. Do Princípio de Conservação da carga elétrica, vemos que a quantidade de cargas que chega deve ser igual à quantidade que sai, logo a quantidade por unidade de tempo e a corrente também permanecem as mesmas, todos suportam a mesma tensão U e a corrente i na associação é igual a soma das correntes em cada resistor.

Assim, em um circuito paralelo constatam-se as seguintes propriedades:

a) todos os componentes suportam a mesma tensão elétrica;

b) a soma das intensidades de corrente nos componentes individuais deve ser igual à intensidade de corrente total;

c) a resistência total da associação é calculada pelo quociente entre o produto das resistências individuais e a soma delas (CUIDADO: isso vale só para 2 resistores em paralelo!).

A próxima ilustração nos mostra dois resistores conectados em paralelo e alimentados por uma bateria de 6V:

a) ambos os resistores R1 e R2 funcionam sob a mesma tensão (6V). Cada um deles está ligado diretamente na fonte de alimentação;

b) a corrente total (12 mA, veja cálculo abaixo) divide-se em duas parcelas iguais (6mA) porque os resistores têm resistências iguais;

c) a resistência total é dada pelo produto dividido pela soma das resistências:

R1 x R2

Rtotal = ¾ ¾ ¾