Associação de Resistores

Laboratório de eletricidade e Magnetismo Semestre 20241 DCME UFERSA pág 1 O resistor é um componente limitador de corrente Na maioria dos circuitos somente um elemento resistivo não é capaz de atender as necessidades da aplicação do circuito em si e por isso é importante que como saída a inserção de novos elementos resistivos possam resolver este problema É inserindo novos elementos que o circuito de origem pode ganhar novas aplicabilidade mudando naturalmente suas características Existem muitas aplicações para um resistor como por exemplo a resistência do chuveiro elétrico É um componente muito comum em aparelhos eletrônicos Inclusive alguns resistores variam seus valores de resistência com alguma mudança de parâmetro físico tais como a luz ou a temperatura Eles geralmente são usados em sensores Algumas informações sobre os resistores são mostradas na Figura 1 Geralmente os resistores podem trazer seus valores de resistência nominal usando o código de cores ou diretamente impresso no resistor O código de cores é uma padronização internacional utilizando faixas de cores cada uma com uma identificação numérica como mostra a Figura 1D Para saber o valor da resistência pelo código de cores é necessário seguir algumas informações importantes Como exemplo temse um resistor identificado pelo CÓDIGO DE CORES A PRIMEIRA COR sempre é aquela mais próxima do final do resistor uma vez especificada esta cor as seguintes são identificadas da esquerda para a direita como mostra a Figura 1B Leitura pelo código de cores Quando as cores e suas posições estão estabelecidas para a medida da resistência é necessária a utilização da Equação 1 sabendo que o resultado já é em Ω ohm e a QUARTA COR indica o erro no valor da resistência Somente após a leitura nominal o experimentador poderá escolher a melhor escala no multímetro A seguir é explicado como medir o valor da resistência EXEMPLO 1 Se um resistor tem as cores marrom 1ª cor vermelho 2ª cor verde 3ª cor e dourado 4ª cor qual o valor da resistência deste componente RESPOSTA Usando a tabela de cores é escrita a equação da resistência R 10 marrom vermelho 10verde 10 x 1 2 105 10 2 105 o que resulta em R 12 105 𝛺 5 este será o valor nominal da resistência Uma associação de resistores é a disponibilização destes elementos entre si dentro de um circuito elétrico Existem três tipos de associação entre resistores série paralelo e a associação mista Cada uma delas é capaz de Figura 1 A Resistor comum B Sequência de leitura pelo código de cores C Simbologia eletrônica do resistor D Código de cores A D B Leitura pelo código de cores C Simbologia eletrônica Equação 1 ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES Universidade Federal Rural do SemiÁrido Centro de Ciências Exatas e Naturais Departamento de Ciências Naturais Matemática e Estatística Laboratório de Eletricidade e Magnetismo prof Lázaro Lima Laboratório de eletricidade e Magnetismo Semestre 20241 DCME UFERSA pág 2 gerar uma espécie de vinculação única entre os resistores Resistores conectados em série partilham de uma mesma trajetória da corrente um caminho único É possível dizer que a cada par de componentes há a partilha de somente um terminal entre eles sendo os terminais livres em outros potenciais distintos Na associação em paralelo todos os resistores conectados desta forma partilham de duas linhas de potencial ou seja os dois terminais de todos os componentes resistivos são ligados diretamente nos terminais do outro componente Devido à complexidade de alguns circuitos é impossível classificar em sua generalidade a ligação dos componentes somente em série ou paralelo ou uma mistura de ambos daí quando houver tal situação a associação é dita ser mista Existe um valor de resistência que pode substituir toda uma associação de resistores Ele é chamado de resistência equivalente e tem os mesmos efeitos de potência que o circuito no qual ele substitui No caso de associações em série e em paralelo existe uma relação direta entre os valores das resistências envolvidas e a resistência equivalente Para escrever estas equações serão tomados dois exemplos descrevendo 𝑁 resistores conectados em série e em paralelo O primeiro exemplo é mostrado na Figura 2 onde 𝑁 resistores estão conectados em série e 𝑅𝐸𝑞𝑆 é o valor da resistência equivalente desta associação dada pela Erro Fonte de referência não encontrada No segundo exemplo a associação mostrada na Figura 3 é de 𝑁 resistores em paralelo com o valor de resistência equivalente a 𝑅𝐸𝑞𝑃 dado pela Erro Fonte de referência não encontrada Algumas associações mistas podem ser resolvidas por uma combinação de parte do circuito se associando em série e outra parte em paralelo Acima de tudo é necessário realizar uma boa análise sobre o circuito em questão AVISOS IMPORTANTES Preencha de forma legível as informações solicitadas por este roteiro Abaixo é indicado o espaço para assinatura dos membros do grupo Cada membro deve assinar com o próprio punho Preencha também a data e o horário em que foi realizada a prática laboratorial Estas informações são obrigatórias para que seja avaliado este documento e são de responsabilidade dos discentesautores Para àquelas informações que ficarão em branco favor passar um traço ou escrever INEXISTENTE Este roteiro não pode ser veiculado por mídias digitais eou físicas sem a autorização de seu autor INFORMAÇÕES DE RESPONSABILIDADE DOS DISCENTES NOME DOS INTEGRANTES DO GRUPO 1 4 2 5 Figura 2 𝑵 resistores em série 𝑅𝐸𝑞𝑆 𝑅𝑖 𝑁 𝑖1 𝑅1 𝑅2 𝑅3 𝑅𝑁 Equação 2 Figura 3 𝑵 resistores em paralelo 1 𝑅𝐸𝑞𝑃 1 𝑅𝑖 𝑁 𝑖1 1 𝑅1 1 𝑅2 1 𝑅3 1 𝑅𝑁 Equação 3 Universidade Federal Rural do SemiÁrido Centro de Ciências Exatas e Naturais Departamento de Ciências Naturais Matemática e Estatística Laboratório de Eletricidade e Magnetismo prof Lázaro Lima Data de realização 2024 Turma 2T23 T2 4N12 T7 2N12 T8 4N34 T6 ROTEIRO 6 R6 ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES Laboratório de eletricidade e Magnetismo Semestre 20241 DCME UFERSA pág 3 3 6 ATIVIDADES EXPERIMENTAIS OBJETIVO Medir a resistência equivalente em diferentes associações de resistores MATERIAL NECESSÁRIO 1 multímetro com pontas de prova 5 resistores Conectores do tipo banana Fio condutor 1 protoboard Régua PARTE I MEDIDA DA CONDUTIVIDADERESISTIVIDADE P1 Diante da equação 𝑅 𝐿𝜎𝐴 para medir a condutividade 𝜎 de um material é necessário o valor do comprimento 𝐿 do fio em questão da seção de área transversal 𝐴 deste fio e o valor de sua resistência elétrica 𝑅 Experimentalmente pode ser que esta parte seja realizada usando um fio link estes que são usados na fiação telefônica O valor de 𝐿 deve ser da ordem de aproximadamente 10 𝑚 se não for não tem problema pode usar o comprimento disponibilizado Meça com o ohmímetro a resistência do fio como mostra a Figura 4A Se o fio for muito fino a medida da área transversal pode ser obtida da medida direta com um paquímetro ou enrolando o fio em uma caneta deixando os enrolamentos bem próximos entre si 𝑛 vezes medindo o comprimento do enrolamento 𝑑 como mostra a Figura 4B A área da seção transversal 𝐴 em função do comprimento 𝑑 de 𝑛 enrolamentos do fio é dada por 𝐴 𝜋𝑑²4𝑛² pois 𝑑 2𝑛𝑟 onde 𝑟 é o raio do fio Meça os valores de 𝑅 para alguns valores de 𝐿 Escreva essas medidas na Tabela 1 P2 Faça o gráfico de R versus L e de uso da equação 𝑅 𝐿𝜎𝐴 fazendo o ajuste linear do tipo 𝑦𝑥 𝐴𝑥 𝐵 aponte os valores da condutividade 𝜎 e 𝜌 para o fio Complete a Tabela 1 P3 Segundo o valor de 𝜎 ou de 𝜌 medido pelo experimentador na Tabela 1 compare com os valores disponibilizados pela literatura é importante e obrigatório a inserção da fonte bibliográfica neste roteiro e indique pela melhor aproximação de qual material seja feito o fio da atividade experimental e comente sua resposta PARTE II LEITURA DA RESISTÊNCIA NOMINAL P4 Posicione todos os resistores na protoboard separados para esta prática Faça a leitura nominal e realize as medidas das resistências e anote os valores na Tabela 2 Use o código de cores e a Equação 1 para ajudar Tabela 2 Leituras nominais das resistências 1ª cor 2ª cor 3ª cor 4ª cor Valor da resistência Nominal Medido 𝑅1 𝑅2 𝑅3 𝑅4 Figura 4 A Resistência do fio B Fio enrolado Tabela 1 Medida de 𝑅 versus 𝐿 𝐴 𝑅Ω 𝐿𝑚 𝜎 𝜌 Laboratório de eletricidade e Magnetismo Semestre 20241 DCME UFERSA pág 4 𝑅5 PARTE III ASSOCIAÇÃO EM SÉRIE P5 Esta parte visa medir a resistência equivalente em diferentes associações de resistores em série Meça e calcule a resistência equivalente dos circuitos das Figura 5a e b entre os pontos A e B Figura 5 Resistores em série a b PARTE III ASSOCIAÇÃO EM PARALELO P6 Esta parte visa medir a resistência equivalente em diferentes associações de resistores em paralelo Meça e calcule a resistência equivalente dos circuitos das Figura 6a e b entre os pontos A e B Figura 6 Resistores em paralelo a b PARTE IV ASSOCIAÇÃO MISTA P7 Esta parte visa medir a resistência equivalente em associações mistas Meça e calcule a resistência equivalente dos circuitos das Figura 7a e b entre os pontos A e B Figura 7 Resistores em associação mista a 𝑅𝐸𝑞 𝑁 𝑅𝐸𝑞 𝑁 𝑅𝐸𝑞 𝑀 𝑅𝐸𝑞 𝑀 𝑅𝐸𝑞 𝑁 𝑅𝐸𝑞 𝑀 𝑅𝐸𝑞 𝑁 𝑅𝐸𝑞 𝑀 𝑅𝐸𝑞 𝑁 Laboratório de eletricidade e Magnetismo Semestre 20241 DCME UFERSA pág 5 b MAPA DE LIGAÇÃO Figura 1a Figura 1b Figura 2a Figura 2b 𝑅𝐸𝑞 𝑀 𝑅𝐸𝑞 𝑁 𝑅𝐸𝑞 𝑀 Laboratório de eletricidade e Magnetismo Semestre 20241 DCME UFERSA pág 6 Figura 3a Figura 3b