Resistor

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SECRETARIA DE ESTADO DA EDUCAÇÃO
NÚCLEO REGIONAL DE EDUCAÇÃO
ÁREA METROPOLITANA NORTE
ANDERFABIO OLIVEIRA DOS SANTOS
Tec. Pedagógico
[email protected]
FORMAÇÃO EM AÇÃO -2ºSEMESTRE
FÍSICA
RESISTORES E SUAS APLICAÇÕES
INTRODUÇÃO
Esta oficina abordará a finalidade dos
resistores
e
suas
aplicações,
ressaltando a presença da física no
nosso cotidiano e sua relação com a
eletrônica
de
uma
forma
contextualizada.
OBJETIVOS
• Proporcionar
metodologias
diferenciadas
na abordagem do
conteúdo, possibilitando assim uma
melhor compreensão dos conceitos
físicos, aplicados a eletrodinâmica e
eletrônica.
• Reconhecer a finalidade e as principais
características de um resistor.
• Identificar a resistividade de resistores
através
da
leitura
das
faixas
indicadoras.
• Lei de ohm : verificar a aplicabilidade da
lei através de exercícios práticos.
• Aprender a verificar a resistência
nominal
de
resistores
através
ohmímetros.
JUSTIFICATIVA
• Apesar dos conceitos abordados nesta
oficina estarem presentes no dia a dia
de aluno e professores a relação
teoria/prática é pouco explorada no
ensino.
Conteúdo Estruturante
• Eletromagnetismo
Conteúdo Básico
• Eletrodinâmica
Conteúdos Específicos
• Lei de ohm e Resistores
Conhecimentos Prévios
• Diferença de potencial
(ddp)
• Corrente elétrica
elétrico
ENCAMINHAMENTOS
A oficina terá início com a abordagem
de conhecimentos prévios relacionados
com
o
conteúdo
principal
“RESISTORES”. Nesta etapa será
apresentado um vídeo sobre como
acontece a formação e o fluxo da
corrente elétrica.
Com a intenção de enfatisar o efeito
Joule e o fisiológico posteriormente
serão apresentados os efeitos da
corrente elétrica.
Após a abordagem dos efeitos da
corrente
elétrica
entraremos
no
conteúdo
principal
“RESISTORES”.
Neste momento será apresentada uma
situação problema sobre como se dá o
funcionamento do resistor. Será exibido
um vídeo sobre o funcionamento da
lâmpada (resistor) e da movimentação
de elétrons em um material resistivo.
CORRENTE ELÉTRICA
Antes de entendermos como funcionam os resistores precisamos
retomar alguns conceitos sobre corrente elétrica.
Sabemos que: Corrente elétrica é um movimento ordenado de
cargas elétricas por meio de um condutor de eletricidade.
Ao se conectar um fio, condutor, de eletricidade, numa fonte de
energia elétrica é estabelecida uma diferença de potencial os
elétrons iniciam um movimento através do condutor, indo da região
onde estão em excesso (pólo negativo) para a região onde há falta
deles (pólo positivo).
SENTIDO DA CORRENTE ELÉTRICA
+
-
EFEITOS DA CORRENTE
ELÉTRICA
A passagem de corrente elétrica
através dos condutores acarreta
diferentes efeitos, dependendo a
natureza do condutor e da
intensidade da corrente.
Vejamos a seguir alguns desses
efeitos:
Efeito Joule. Quando se estabelece uma corrente elétrica através de um condutor
sólido, há transformação de energia elétrica em energia térmica (aquecimento).
Esse efeito é denominado de efeito Joule e ocorre, por exemplo, nos ferros e
chuveiros elétricos.
Efeito luminoso. Esse efeito também resulta de um fenômeno elétrico
molecular. A excitação eletrônica pode dar margem à emissão de radiação
visível, tal como observamos nas lâmpadas fluorescentes.
Efeito fisiológico. Os impulsos nervosos no corpo humano são transmitidos por
estímulos elétricos. Dessa forma, a corrente elétrica no nosso organismo provoca
contrações musculares e, dependendo de sua intensidade, pode causar parada
cardíaca. Porém, a tensão necessária para produzir uma parada cardíaca é de
dezenas de volts, pois o corpo humano é um péssimo condutor quando
comparado com os metais, por exemplo.
OBSERVAÇÃO: Normalmente, a resistência elétrica de nossa pele é grande
(entre 1,3 MΩ e 3 MΩ ohms) e limita o estabelecimento de uma corrente elétrica
caso a tensão aplicada não seja muito grande. Com a pele seca, por exemplo,
não tomamos nenhum choque se submetidos à tensão de 12 V, mas se a pele
estiver úmida a resistência elétrica cai muito e podemos levar um choque
considerável.
Efeito químico. Esse efeito resulta de um fenômeno elétrico molecular, sendo
objeto de estudo da eletroquímica. O aproveitamento do efeito químico se dá,
por exemplo, nas pilhas, na eletrólise, como também na cromação e niquelação
de objetos.
Efeito magnético. Toda corrente elétrica gera ao seu redor um campo
magnético. Esse efeito é inerente à corrente elétrica e a sua descoberta
consolidou a associação entre a eletricidade e o magnetismo, dando origem ao
eletromagnetismo.
Resistores, para que servem?
PROBLEMATIZAÇÃO
Como é bom tomar um banho quente num dia frio de
inverno; secar os cabelos com o secador; ir até a
cozinha fazer torradas bem quentinhas na torradeira
para acompanhar aquele café que acabou de sair da
cafeteira elétrica, não é?
Mas espere aí, o que tem nesses
aparelhos que ao ligá-los à rede
elétrica, emitem calor?
_A resposta para esta pergunta é RESISTOR.
Todos aparelhos que quando conectados a tomada
emitem calor, possuem em seu interior algum tipo de
resistor.
Um exemplo clássico de resistor é uma lâmpada.
Aliás, para falar sobre o funcionamento da lâmpada
vamos assistir um vídeo do meu Amigo Beakman.
_DEIXA COMIGO!!!
VAMOS LÁ!!!
Qual a finalidade de um RESISTOR?
Resistor – É componente elétrico cuja função é
transformar energia elétrica em energia térmica
(EFEITO JOULE). É utilizado também para limitar
a intensidade da corrente em determinados
trechos do circuito elétrico.
Espero que a resistência
deste forno esteja boa.
Rsrsrs!!!!
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Resistência elétrica é uma grandeza característica do resistor e
mede oposição que seus átomos oferecem à passagem da corrente
elétrica.
Sendo assim definimos como resistência R do resistor o quociente da
ddp U aplicada pela corrente i que o atravessa.
R 
U
I
A unidade de resistência elétrica no
SI é o ohm (Ω).
1 ohm é a resistência que um
resistor, submetido à ddp de 1V,
impõe à passagem de uma corrente
de 1ª.
George Ohm nasceu em Erlangen, Alemanha
em
1789.
Trabalhou
em
diversos
experimentos envolvendo a eletricidade e, na
grande maioria, desenvolvia seus próprios
equipamentos. Em 1827 estabeleceu a
relação conhecida até hoje como a Lei de
Ohm, que veremos a seguir. Ohm faleceu em
6 de Julho de 1854 em Munique.
Aplicando uma diferença de potencial U nos extremos de um
pedaço de um fio condutor, e mantendo a temperatura do mesmo,
notamos que, quase sempre, essa tensão U será proporcional a
corrente i.
U1
i1

U2

i2
R 
U3
i3
U
I
 R  constante
APLICAÇÃO:
1) Quando se aplica uma ddp de 12 V num resistor
ôhmico, ele é percorrido por uma corrente de 3A.
Determine a resistência do resistor e a corrente
quando a ele se aplicar uma ddp de 10V.
Dados: U= 12 V, i= 3A
Por definição:
R 
U
I
R 
12
 R  4
3
Sendo o resistor ôhmico, a sua resistência permanece
constante.
Pela Lei de Ohm: U  R .i  10  4.i  i  2, 5 A
APLICAÇÃO PRÁTICA:
MATERIAIS NECESSÁRIOS
-RESISTOR DE 470 OHMS
-MULTÍMETRO
-FONTE VARIÁVEL
-PROTOBOARD
ATIVIDADE 01
Preencha as tabelas a seguir colocando um multímetro na posição de Amperímetro e o
outro na posição de voltímetro seguindo as orientações do docente.
RESISTOR 470
OHMS
TENSÃO
1,5 V
2,0 V
2,5 V
3,0 V
4,5 V
CORRENTE( i )
LÂMPADA 10W 12V
TENSÃO
2,0 V
3,0 V
6,0 V
8,0 V
1,0 V
CORRENTE ( i )
1)
Qual a característica de um resistor
ôhmico?
2) Há relação nos dados observados de
corrente e tensão em algumas das
tabelas?
3) Qual dos resistores pode ser
considerado um resistor ôhmico? Por
quê?
2ª
A resistência de um condutor homogêneo de secção transversal constante é
proporcional ao seu comprimento e da natureza do material de sua construção,
e é inversamente proporcional à área de sua secção transversal. Em alguns
materiais também depende de sua temperatura.
Sendo expressa por:
R  
L
A
2ª
APLICAÇÃO PRÁTICA:
MATERIAIS NECESSÁRIOS:
-MULTÍMETRO
-FONTE VARIÁVEL
-LÁPIS GRAFITE 6B
-RÉGUA
-LED 3V
ATIVIDADE 02
Calcule o valor de um resistor adequado para acender um led de 3v e 10mA. Em
seguida construa o resistor com um valor mais próximo possível usando lápis e régua.
Após a construção do resistor utilize-o para acender o LED.
TIPOS DE RESISTORES
São divididos em duas categorias,
fixos e variáveis:
Resistores fixos:
•São eles: filme carbono, filme metálico, fio, de precisão.
Resistores Variáveis:
Potenciômetro Linear
Potenciômetro Não-Linear
Representação de Resistores
TABELA PARA LEITURA DE RESISTORES
Fig. 1 - Código de resistores
Tolerância
Multiplicador
Algarismo significativo
Algarismo significativo
5 6 0 0 Ω ± 5%
5880 Ω
5600 Ω ± 5%
5320 Ω
5 6 2 000Ω± 10%
618200Ω
562000 Ω
505800Ω
1 7 00 Ω ± 20%
2040Ω
1700 Ω ± 20%
1360Ω
Associação em Série
Associação em Série
Associação em Paralelo
Associação em Paralelo
Associação em Paralelo
Associação Mista de Resistores
i1
i
i
i1
i
i2
i2
Associação Mista de Resistores
i4
i3
i2
i
i1
Associação Mista de Resistores
i1
i
i3
i2
Associação Mista de Resistores
Curto
Circuito
i
i
i
Associação Mista de Resistores
i2
Curto
Circuito
i
i1
i2
Associação Mista de Resistores
i
i
i
i
i
i
i
Considere o circuito abaixo.
Calcule as intensidades das correntes i, i1 e i2.

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