Sumário
Circuitos elétricos
Apresentação
3
• • •
Materiais condutores Materiais isolantes Componentes do circuito elétrico − Fonte geradora − Carga − Condutores Simbologia Tipos de circuitos elétricos − Circuito série − Circuito paralelo − Circuito misto
5 8 9 9 10 10 12 13 13 14 14
• • • • •
Resistência e corrente elétrica Unidade de medida Fatores determinantes da resistência elétrica Resistividade 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
24 25 25 26 26 27 27 28 29 29 30 31 31 38
• •
Resistência elétrica
Resistores
• •
• • •
− Associação em série − Associação em paralelo − Associação mista
•
• •
2
Resistências equivalentes das associações − Resistência equivalente da associação em série − Resistência equivalente da associação em paralelo − Resistência equivalente da associação mista Exercícios Bibliografia
39 39 40 40 40 41 45 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 fundamentando, fundamentando, 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, conseqüência, o seu estudo será mais proveitoso e agradável. 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 aplicações aplicações de energia elétrica, elétrica, 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 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 conteúdos conteúdos 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 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 eletricidade? 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.
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 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 ou liberdade de 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
cobre
ouro
alumínio
constantan
níquel-cromo
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 (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 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: 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
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.
Designação
Condutor
Cruzamento sem conexão
Cruzamento com conexão
Fonte, gerador ou bateria
Lâmpada
Interruptor
12
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 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 (R 1); passa pelo seguinte (R 2) e, assim por diante, até chegar ao pólo negativo da fonte. Veja representação esquemática do circuito série no diagrama a seguir. R 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
U
−−
I
+
R 1
Circuito paralelo
Os componentes estão ligados em paralelo entre si, conforme indica o circuito a seguir.
U
−
R 1
+
I 1
R 2
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 !
I 2
R 3
No circuito misto, o componente R 1 ligado em série, ao ser atravessado por uma corrente, causa uma queda de tensão porque é uma resistência. Assim, os resistores R2 e R 3 que estão ligados em paralelo, receberão a tensão da rede menos a queda de tensão provocada por R 1. 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 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. 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
106Ω ou 1000000Ω
Quilohm
kΩ
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 kΩ Ω 1
2
0
KΩ
Ω
0
1
2
0
(posição da vírgula) ↑
↑ (nova posição da vírgula) 120
390kΩ = ______________MΩ MΩ kΩ 3
9
0
MΩ
kΩ
0
3
↑
9
0
↑ 390k
5,6kΩ = ____________ Ω kΩ Ω
KΩ
5
5
6
= 0,12k
= 0,39M
Ω 6
0
0
↑
↑ 5,6k
470Ω = ____________ MΩ MΩ Ω 4
7
0
MΩ
kΩ
0 ↑
= 5600
0
0
0
Ω 4
7
0
↑ 470
= 0,00047M
Atenção: Embora o instrumento de medição da resistência elétrica seja o ohmímetro, em geral ela é medida pelo 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 que é feito o condutor; 2. comprimento (L) do condutor; 3. área de sua seção transversal (S); 4. temperatura no condutor. 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 do condutor, foram mantidos constantes: o tipo de material, sua temperatura e a área da sessão transversal, variando apenas o seu comprimento. S ------→ Resistência obtida = R S
----------------------------------------- → Resistência obtida = 2R
S ----------------------------------------- ------------------------------------------ → Resistência obtida = 3R
Nessas condições, verificou-se que a resistência elétrica aumentava ou diminuía na mesma proporção em que aumentava ou diminuía o comprimento do condutor. Portanto: - A resistência 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 obtida = 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, 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, 1mm 2 de área de seção transversal, medida em temperatura ambiente constante de 20 oC. 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 1,09 Ωm/mm2 0,015 Ωm/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 representada pela seguinte equação: 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 20 o 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 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 20 oC, sua resistividade corresponde a 0,0173Ωm/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 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), em valores padronizados. Temos, por exemplo, resistores de 18Ω, 120Ω, 4k7Ω e 1 MΩ. Os valores comerciais de resistência nominal são encontrados 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, 82 e 91. Veja os exemplos: resistor de 1Ω = (10 x 10 -1)Ω; resistor de 15Ω = (15 x 100)Ω; resistor de 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 pode ser para mais ou para menos em relação ao valor nominal. Existem quatro faixas de valores percentuais de tolerância: • para resistores de uso geral: ⇒ ± 10% de tolerância ⇒ ± 5% de tolerância. • para resistores de precisão: ⇒ ± 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 220 Ω com ±5% (tolerância), pode apresentar valor real de resistência entre 232 Ω e 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 70 oC. A dissipação nominal de 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.
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. 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 funcionamento. 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, computadores, controladores lógicos.
Fio
Liga de 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 de tolerância; 4. dissipação nominal de potência. Veja alguns exemplos de especificação de resistores: a) resistor de filme de carbono 820Ω ±5% 0,33W; b) resistor de filme metálico 150Ω ±1% 0,4W; c) resistor de fio 4,7Ω ±5% 10W; d) resistor para montagem em superfície 1kΩ ±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 padronizados 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 2 o, o 3 o e o 4 o anel colorido.
31
indicam o valor da ← resistência em ohms
o
1
o
2
o
3
o
4
→ indica a tolerância (+ afastado)
A cada algarismo corresponde uma 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 Ω
Atenção: A primeira cor do anel nunca é a preta.
O segundo anel colorido representa o segundo algarismo que forma o valor do resistor.
5 60 000 Ω
O terceiro algarismo representa a quantidade de zeros que seguem os dois primeiros algarismos. É chamado de fator multiplicativo.
56 0000 Ω
32
A cada quantidade de zeros corresponde uma cor: ⇒ preto Nenhum zero Umzero (0)
⇒ marrom
Doiszeros (00)
⇒ vermelho
Trêszeros (000)
⇒ laranja
Quatro zeros (0000)
⇒ amarelo
Cinco zeros (00000)
⇒ verde
Seis zeros (000000)
⇒ 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 corresponde 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: A ausência do quarto anel indica a tolerância de ± 20%.
Acrescentando-se uma tolerância em torno de 5% ao valor do resistor usado como exemplo, temos: 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
Preto Marrom Vermelho Laranja Amarelo Verde Azul Violeta Cinza Branco Ouro Prata sem cor
a
1 faixa o 1 dígito
Cor
Dígitos Multiplicador Tolerância Significativos
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
a
2 faixa o 2 dígito
1X 10 X 100 X 1000 X 10000 X 100000 X 1000000 X 0,1 X 0,01 X
a
± 1% ± 2%
± 5 % ± 10 % ± 20 %
a
3 faixa 4 faixa Multiplicador Tolerância
Dígito Cor Dígito Cor Dígito Cor Dígito Preto 0 Preto 1 Prata ± 10% Marrom 1 Marrom 1 Marrom 10 Ouro ± 5% Verm. 2 Verm. 2 Verm. 100 Sem ± 20% Laranja 3 Laranja 3 Laranja 1000 faixa ± 1% Amarelo 4 Amar. 4 Amar. 10000 Marrom ± 2% Verde 5 Verde 5 Verde 100000 Verm. Azul 6 Azul 6 Azul 100000 Violeta 7 Violeta 7 Prata 0 Ouro 0,01 Cinza 8 Cinza 8 Branco 9 0,1 Branco 9
34
Resistores de cinco anéis – A maioria dos resistores apresenta 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
Dígitos 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
8
-
branco
9
-
Multiplicador
ouro
0,1 X
prata
0,01 X
Tolerância
±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
7
Violeta
7
Violeta
7
Prata
0,01
Cinza
8
Cinza
8
Cinza
8
Ouro
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 significativos
Multiplicador
Tolerância
Valor ôhmico
Marrom, verde, preto
vermelho
ouro
15kΩ ±5%
Amarelo, violeta, preto
marrom
marrom
4k7Ω ±1%
Azul, cinza, preto
prata
vermelho
6,8Ω ±2%
Vermelho, vermelho,
vermelho
vermelho
22kΩ ±2%
ouro
ouro
10Ω ± 5%
preto Marrom, preto, preto
36
Resistores com seis anéis 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
Associação de resistores
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 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 2
R 1
R 2
R 3
R 2
R 3
R 3
Atenção: Ramo ou braço é a porção do circuito que liga dois nós consecutivos.
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
Nesse tipo de associação, as resistências são interligadas de forma que exista apenas um 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
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. Associação mista
É a associação formada por grupos de resistências em série e em paralelo.
Resistências equivalentes das associações
A resistência apresentada nos terminais de uma associação de resistências denominase resistência total ou resistência 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 (R eq). 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 associadas em série. Atenção: R n representa a última resistência de uma associação.
Exemplo
Numa associação em série, temos uma resistência de 120 Ω e outra de 270Ω. Nesse caso, a resistência equivalente entre os terminais é obtida da seguinte forma:
Req = R1 + R2 Req = 120Ω + 270Ω Req = 390 Atenção: O valor da resistência equivalente de uma associação de resistências em série é sempre maior que a resistência de maior valor da associação.
O resultado encontrado no exemplo anterior comprova que R eq (390Ω) é maior que a 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 + + ... + R1 R 2 Rn
Convenção
R1, R2, ..., Rn são os valores ôhmicos das resistências associadas.
Exemplo
Vamos calcular a R eq da associação em paralelo a seguir que apresenta: R1 = 10Ω R2 = 25Ω R3 = 20Ω
Para obtermos a resistência equivalente, basta aplicarmos a equação: Req =
1 1 1 1 + +...+ R1 R 2 Rn
Temos, então: Req =
Req = 5,26
42
1 1 1 = = = 5,26 1 1 1 0,1+ 0,04 + 0,05 0,19 + + 10 25 20
Atenção: O valor da resistência equivalente de uma associação de resistências em paralelo é sempre menor que a resistência de menor valor da associação.
O resultado encontrado no exemplo anterior indica que a resistência equivalente da associação em paralelo (5,26Ω) é menor que a resistência de menor valor (10Ω). Em associações em paralelo com apenas duas resistências, podemos usar uma equação mais simples, deduzida da equação geral. Assim, tomando-se a equação geral, com apenas duas resistências, temos: 1 Req = 1 1 + R1 R 2 Invertendo ambos os membros, obtemos: 1 1 1 = + Req R1 R2 Colocando o denominador comum no segundo membro, temos: R + R2 1 = 1 Req R1xR2 Invertendo os dois membros, obtemos: Req =
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 =
R1xR2 1200 x680 816000 + = = 434Ω 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 associadas em paralelo têm uma resistência equivalente a: Req =
R 120 = = 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 procedimentos: 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 nós do circuito. Nesse caso, as resistências R 2 e R3 estão em paralelo. 3. Desconsideramos, então, tudo o que está antes e depois dos nós e conferimos a forma como R2 e R 3 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 R 2 e R3 apresentam 108Ω de resistência à passagem da corrente no circuito. Se as resistências R 2 e R3 em paralelo forem substituídos por uma resistência de 108Ω, identificada por R A, o circuito não se altera.
Substituindo a associação mista original, temos, portanto, uma associação em série simples constituída pelas resistências R 1, 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 = 1868Ω
47
O resultado indica que toda a associação mista original tem o mesmo efeito para a corrente elétrica que uma única resistência de 1868Ω .
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 R 1 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
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 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 11.124Ω 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.
50
Exercícios
Circuitos elétricos
1 Assinale com um (x) a alternativa correta. O cobre e a prata são considerados bons condutores porque apresentam: a ( ) grande atração entre o núcleo dos átomos e os elétrons livres b ( ) movimento desordenado dos elétrons de valência c ( ) baixa resistência elétrica d ( ) alternância entre os intervalos de alta e de baixa resistência e ( ) alta resistência elétrica 2 Assinale com um (x) a alternativa correta. A alta resistência 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 alternativa 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 com um (x) a alternativa correta. 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 relaciona os principais componentes de um circuito 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 tem correspondente. (a) condutores (b) fonte geradora (c) receptor (d) chave ou interruptor elétrico
52
( ) transformar a energia recebida em outra forma de energia ( ) efetuar a ligação que permite ou interrompe a passagem da corrente elétrica ( ) servir de meio de transporte da corrente elétrica ( ) atuar como fonte de alimentação do circuito elétrico ( ) medir a intensidade da corrente elétrica
6 Assinale com um (x) a alternativa correta. A corrente elétrica que percorre um mesmo circuito, movimentando-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 movimentação dos elétrons livres denomina-se: a ( ) tensão elétrica b ( ) voltagem c ( ) potência d ( ) circuito e ( ) resistência elétrica
2
Assinale com um (x) a alternativa correta. A unidade de medida da resistência elétrica é indicada em: a ( ) volt (v) b ( ) ohm (Ω) c ( ) ampère (A) d ( ) hertz (Hz) e ( ) watt (W)
53
3 Assinale V (verdadeiro) ou F (falso) em cada uma das conversões:
4
a ( ) 80Ω = 0,080kΩ
e ( ) 3,3kΩ = 3300Ω
b ( ) 1,5MΩ = 15000Ω
f ( ) 180kΩ = 0,018MΩ
c ( ) 2,7kΩ = 2700Ω
g ( ) 0,15KΩ = 1500Ω
d ( ) 3,9KΩ = 0,039MΩ
h ( ) 0,0047MΩ = 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 alternativa correta. A iluminação por meio de lâmpadas incandescentes é resultado de: a ( ) conservação de energia b ( ) energia potencial c ( ) resistência elétrica d ( ) energia cinética e ( ) condutância
6 Assinale com um (x) a alternativa correta. A seção de um fio de alumínio com resistência de 2Ω e comprimento de 100m é: a( ) 1,5mm2 b ( ) 15,0mm 2 c ( ) 159mm2 d ( ) 0,15mm 2 e ( ) 15,9mm 2
54
7
Assinale com um (x) a alternativa correta. A resistência elétrica de um condutor de cobre na temperatura de 20 oC cuja seção é 1,5 mm 2 para L = 50 cm; L = 100 m e L = 3 km é respectivamente: a ( )
0,00577Ω
115,3Ω
34,6Ω
b ( )
0,00577Ω
1,153Ω
3,46Ω
c ( )
0,00577Ω
11,53Ω
34,6Ω
d ( )
0,00577Ω
1,153Ω
34,6Ω
e ( )
0, 005Ω
1,153Ω
34Ω
Resistores
1 Assinale V (verdadeiro) ou F (falso) em cada uma das afirmativas. a ( ) Quando corrente elétrica circulação por apenas um caminho, temos uma associação em série. b ( ) Temos mais de um caminho para a circulação da corrente, na associação em paralelo. c ( ) Malha ou braço é a porção do circuito que liga os nós entrelaçados. 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 resistência equivalente de uma associação de resistências em paralelo é sempre menor que a resistência de menor valor da associação.
2 Assinale com um (x) a alternativa correta. Os circuitos (1), (2) e (3) a seguir apresentam respectivamente 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 das associações (1), (2) e (3) a seguir são respectivamente: (1)
56
(2)
(3)
a ( )
(1) = 1970Ω
(2) = 128Ω
(3) = 1010Ω
b ( )
(1) = 1010Ω
(2) = 1970Ω (3) = 128Ω
c ( )
(1) = 128Ω
(2) = 1010Ω (3) = 1970Ω
d ( )
(1) = 1970Ω
(2) = 128Ω
(3) = 1010Ω
e ( )
(1) = 1010Ω
(2) = 128Ω
(3) = 1970Ω
4 Assinale com um (x) a alternativa correta. A resistência equivalente das associações em paralelo (1), (2) e (3) a seguir são respectivamente: (1) (2)
(3)
57
5
a ( )
(1) = 1,02Ω
(2) = 27,6Ω
(3) = 2,5Ω
b ( )
(1) = 2,5Ω
(2) = 1,02Ω
(3) = 27,6Ω
c ( )
(1) = 27,6Ω
(2) = 2,5Ω
(3) = 1,02Ω
d ( )
(1) = 28,3Ω
(2) = 1,02Ω
(3) = 2,5Ω
e ( )
(1) = 1,02Ω
(2) = 2,5Ω
(3) = 27,6Ω
Assinale com um (x) a alternativa correta. A resistência equivalente entre os nós A e B da figura 1 e dos nós B e C da figura 2 são respectivamente: (1) (2)
58
a ( )
(1) = 102Ω
(2) = 2,2Ω
b ( )
(1) = 10,2
(2) = 0,20Ω
c ( )
(1) = 102Ω
(2) = 2,2Ω
d ( )
(1) = 2,76Ω
(2) = 1,02Ω
e ( )
(1) = 1,02Ω
(2) = 2,5Ω
6 Assinale com um (x) a alternativa correta. Os valores de R A, RB e Req da associação a seguir são respectivamente:
a ( ) R A = 4,5kΩ
RB = 9,75Ω
Req = 4509,75Ω
b ( ) R A = 45kΩ
RB = 97,5Ω
Req = 450,975Ω
c ( ) R A = 5,4kΩ
RB = 9,7Ω
Req = 45,0975Ω
d ( ) R A = 4,5kΩ
RB = 9,5Ω
Req = 4509,75Ω
e ( ) R A = 54kΩ
RB = 9, 57Ω
Req = 45097,5Ω
7 Assinale com um (x) a alternativa correta. Os valores de R A, RB e Req da associação a seguir são respectivamente:
59
8
a ( ) R A = 3,9MΩ
RB = 1,36MΩ
Req = 303kΩ
b ( ) R A = 1,36MΩ
RB = 0,39MΩ
Req = 3,03kΩ
c ( ) R A = 0,39MΩ
RB = 1,35MΩ
Req = 300kΩ
d ( ) R A = 0,39MΩ
RB = 13,6MΩ
Req = 30,3kΩ
e ( ) R A = 39MΩ
RB = 13,6MΩ
Req = 303kΩ
Assinale com um (x) a alternativa correta.
As resistências equivalentes das associações (1) e (2) a seguir são respectivamente: (1)
(2)
60
a ( ) RT = 23,68Ω
RT = 9,6kΩ
b ( ) RT = 236,68kΩ
RT = 9,6kΩ
c ( ) RT = 236,68Ω
RT = 9,36kΩ
d ( ) RT = 2366Ω
RT = 13,6kΩ
e ( ) RT = 23,68Ω
RT = 13,6kΩ
Bibliografia
GUSSOW, Milton. Eletricidade básica. São Paulo: Makron Books, 1985. NISKIER, Júlio. e MACINTYRE, Joseph. Instalações elétricas. Rio de Janeiro: Editora Guanabara Koogan S. A., 1992. SENAI - SP. Eletricista de Manutenção I – Eletricidade básica. São Paulo: SENAI – SP. 1993. ____. Produção do frio - Eletricidade. Mecânica de Refrigeração – Ensino a Distância.
unid. 3. São Paulo: SENAI - SP, 1996. ____. Eletricidade Básica. Educação a distância. São Paulo: SENAI - SP, 1999.
61
