FÍSICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL Aula 8.1 Conteúdo: • Eletrodinâmica: Associação de resistores em série, potência elétrica de uma associação em série de resistores. FÍSICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL Habilidades: • Reconhecer as utilidades dos resistores elétricos, assim como, compreender as Leis de Ohm e suas aplicações. FÍSICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL REVISÃO Em muitos casos práticos é necessária uma resistência maior ou menor do que a fornecida por único resistor. Em outros casos um resistor não suporta a intensidade da corrente fornecida pelo gerador. FÍSICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL REVISÃO Os resistores pode ser associados em Série, em Paralelo ou numa combinação de ambas, ou seja uma associação mista. FÍSICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL REVISÃO Uma associação de resistores pode ser representada por um único resistor, chamado resistor equivalente, que produza o mesmo efeito, isto é, que dissipe a mesma quantidade energia no mesmo tempo que a associação. FÍSICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL REVISÃO Isso equivale a substituir todos os resistores da associação por outro que esteja submetido à mesma diferença de potencial e seja percorrido por corrente elétrica de igual intensidade à da associação. FÍSICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL Associação de resistores em Série É um circuito elétrico com resistores ligados um em seguida do outro, de modo que ofereça um único caminho para a corrente passar. CONTEÚDO E HABILIDADES FÍSICA INTERATIVIDADE FINAL DINÂMICA LOCAL INTERATIVA AULA Associação de resistores em Série U U R1 A U1 R2 U2 ... Rn Un B ↔ A i RS B FÍSICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL Associação de resistores em Série FÍSICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL Características da associação em Série • A intensidade da corrente i é a mesma em todos os resistores, pois, eles estão ligados um após o outro; • A diferença de potencial U na associação é igual à soma das diferenças de potencial em cada resistor. U = U1 + U2 + U3 ...+ Un FÍSICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL Características da associação em Série Para obter o valor de Rs em função dos valores dos resistores, aplica-se a 1ª. Lei de Ohm a cada um dos resistores e adicionam-se os resultados: U = U1 + U2 + ...+ Un => Rs.i = R1.i + R2.i + ... + Rn.i Rs.i = (R1 + R2 + ... + Rn) . i Rs = R1 + R2 + ... + Rn FÍSICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL Exemplo 1 Dois resistores, de 4Ω e 6Ω, estão associados em série. Uma bateria fornece aos extremos da associação uma ddp de 12V. Calcule: • A resistência equivalente da associação; • A intensidade da corrente em cada resistor; • A ddp em cada resistor. CONTEÚDO E HABILIDADES FÍSICA AULA INTERATIVIDADE FINAL DINÂMICA LOCAL INTERATIVA Resolução: a) A resistência equivalente será: RS = RAC + RCB => RS = 4 + 6 => Rs = 10 Ω 4Ω A 6Ω C i i 12V B RS A i 12V B FÍSICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL Resolução: a) A intensidade da corrente é a mesma em todos os resistores. Logo: UAB = RS . i => 12 = 10 . i => i = 12/10 => i = 1,2A b) UAC = RAC . i = UAC = 4.12 => UAC = 4,8V UCB = RCB .i => UCB = 6 .1,2 => UCB = 7,2V UAB = UAC + UCB => UAB = 4,8 + 7,2 => UAB = 12V FÍSICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL Exemplo 2 O circuito da figura é alimentado com uma tensão de 100V. Sabendo-se que o amperímetro registra uma corrente de 2,2ª, calcule: FÍSICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA Exemplo 2 a) O valor da resistência Rx; b) A potência dissipada no circuito. i R1 = 1,0 Ω 110V INTERATIVIDADE FINAL DINÂMICA LOCAL INTERATIVA i A Rx FÍSICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL Resolução: a) A corrente i é comum na associação em série: US = RS . i => U = (Ri + RS).i => 110 = (1,0 + RX) . 2,2 => 50 = 1,0 + RX => RX = 49,0 Ω CONTEÚDO E HABILIDADES FÍSICA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA AULA Resolução: i 110V 1,0 Ω i A 49,0 Ω INTERATIVIDADE FINAL FÍSICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL Resolução: b) A potência dissipada no circuito é a adição das potências dissipadas em cada resistor. Assim: 2 2 2 P = P1 +PX => P = R1.i + RX.i = > P = (R1 + RX).i => 2 P = (1,0 + 49,0) .2,2 P = 50 . 4,84 => P = 242W FÍSICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA Considere o circuito mostrado abaixo: R 3R i = 1,5 A 12V INTERATIVIDADE FINAL FÍSICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL a) Calcule o valor de R; b) A tensão no resistor 3R; c) A potência dissipada no circuito; d) A razão entre as potências dissipadas em R e 3R. FÍSICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL Observe o circuito em que o resistor R permite o funcionamento da lâmpada dentro das suas especificações. Calcule: a. A corrente elétrica do circuito; b. A resistência da lâmpada. CONTEÚDO E HABILIDADES FÍSICA AULA INTERATIVIDADE FINAL DINÂMICA LOCAL INTERATIVA 60W – 110 V A R B 220V C FÍSICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL Resolução dos exercícios da DLI Exercício 1 a) Rtotal = R + 3R = 4R Rtotal = U/i => 4R = 12/1,5 => R = 8/4 => R = 2 Ω U = R.i => U = 3R . i => U = 3. 2 .1,5 => U = 9V b) P = U.i = 12 . 1,5 = 18W FÍSICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA Resolução dos exercícios da DLI Exercício 1 c) PR / P3R = UR . iR / U3R . i3R UR = RR . i = 2 .1,5 = 3V iR = i3R = 1,5A PR / P3R = 3. 1,5 / 9. 1,5 = 3/9 = 1/3 INTERATIVIDADE FINAL FÍSICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL Resolução dos exercícios da DLI Exercício 2 a) P = U .i => i = P/U = 60/110 = 0,55A b) UR = R.i => 110 = R.0,55 => R = 200 Ω 2 2 P = R.i => 60 = R.(0,55) => RLâmpada = 198,3 Ω