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SECRETARIA DE ESTADO DA EDUCAÇÃO NÚCLEO REGIONAL DE EDUCAÇÃO ÁREA METROPOLITANA NORTE. ANDERFABIO OLIVEIRA DOS SANTOS Tec. Pedagógico anderfabio@seed.pr.gov.br. FORMAÇÃO EM AÇÃO -2ºSEMESTRE. FÍSICA. RESISTORES E SUAS APLICAÇÕES. INTRODUÇÃO.

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SECRETARIA DE ESTADO DA EDUCAÇÃO

NÚCLEO REGIONAL DE EDUCAÇÃO

ÁREA METROPOLITANA NORTE

ANDERFABIO OLIVEIRA DOS SANTOS

Tec. Pedagógico

anderfabio@seed.pr.gov.br

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FORMAÇÃO EM AÇÃO -2ºSEMESTRE

FÍSICA

RESISTORES E SUAS APLICAÇÕES

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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.

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OBJETIVOS

  • Proporcionar metodologias diferenciadas na abordagem do conteúdo, possibilitando assim uma melhor compreensão dos conceitos físicos, aplicados a eletrodinâmica e eletrônica.
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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.
slide6

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.
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Conteúdo Estruturante

  • Eletromagnetismo
  • Conteúdo Básico
  • Eletrodinâmica
  • Conteúdos Específicos
  • Lei de ohm e Resistores
  • Conhecimentos Prévios
  • Diferença de potencial elétrico (ddp)
  • Corrente elétrica
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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.

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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.

slide10

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).

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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:

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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.

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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 MΩe 3 MΩohms) 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.

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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.

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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?

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_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
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!!!!

resist ncia el trica
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.

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.

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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.

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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.

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APLICAÇÃO:

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:

Sendo o resistor ôhmico, a sua resistência permanece constante.

Pela Lei de Ohm:

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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.

Qual a característica de um resistor ôhmico?

Há relação nos dados observados de corrente e tensão em algumas das tabelas?

Qual dos resistores pode ser considerado um resistor ôhmico? Por quê?

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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:

slide28

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.

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TIPOS DE RESISTORES

São divididos em duas categorias, fixos e variáveis:

slide30

Resistores fixos:

  • São eles: filme carbono, filme metálico, fio, de precisão.
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TABELA PARA LEITURA DE RESISTORES

Fig. 1 - Código de resistores

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Tolerância

Multiplicador

Algarismo significativo

Algarismo significativo

slide39

6

0 0

Ω

±

5%

5

5880Ω

5600Ω ± 5%

5320Ω

slide40

6

2

000

Ω

±

10%

5

618200Ω

562000Ω

505800Ω

slide41

7

00

Ω

20%

1

±

2040Ω

1700Ω±20%

1360Ω

associa o em s rie1
Associação em Série
  • A corrente é constante em todos os resistores.
  • A tensão em cada resistor é diferente em relação a tensão total.
  • U = U1 + U2 + U3

Resistores

Iguais

associa o em paralelo
Associação em Paralelo
  • A tensão dos resistores é a mesma.
  • A corrente se divide em cada resistor.
  • i = i1 +i2 +i3
associa o em paralelo1
Associação em Paralelo

Cálculo com dois

resistores

Resistores iguais

associa o mista de resistores
Associação Mista de Resistores

Rs

i1

Rp

i1

i

i

i

i2

i2

Rs = R + R = 2R

Req = 2R . R

2R + R

Req = 2R²

3R

Req = 2R/3

Rp = R/2

Req= R/2 + R

Req = R + 2 R

2

Req = 3R/2

associa o mista de resistores1
Associação Mista de Resistores

i4

i2

i

Rs = R + R + R = 3R

i1

Rp = R/2

i3

Req = 3R . R/2

3R + R/2

Req = 3R²/2

7R/2

Req = 3R/7

associa o mista de resistores2
Associação Mista de Resistores

i1

i2

i

i3

Rs = 10 + 10 = 20 Ω

Rs = 10 + 10 = 20 Ω

1 = 1 + 1 + 1

Req20 10 20

1 = 1 + 2 + 1

Req 20

4Req = 20

 Req = 5 Ω

associa o mista de resistores3
Associação Mista de Resistores

Curto Circuito

i

i

i

Req= 10 Ω

associa o mista de resistores4
Associação Mista de Resistores

i2

i

Curto Circuito

i1

i2

Req = R/n = 10/2

 Req = 5 Ω

associa o mista de resistores5
Associação Mista de Resistores

i

i

i

i

i

i

i

Os resistores estão em paralelo

Req = R/n = R/3

considere o circuito abaixo calcule as intensidades das correntes i i 1 e i 2
Considere o circuito abaixo.Calcule as intensidades das correntes i, i1 e i2.

Rp

Resistências em paralelo:

Rp = 12 . 6  Rp = 72 = 4 Ω

12 + 6 18

Resistência equivalente:

Req = 4 + 8 = 12 Ω

Corrente (i)

U = Req . i

24 = 12 . i   i = 2 A

Determinar a tensão nos resistores em paralelo:

U´ = 4 . 2 = 8 V

Corrente (i1):

U´ = R1 . i1

8 = 6 . i1  i1 = 4/3 A

Corrente (i2):

U´= R2 . i2

8 = 12 . i2   i2 = 2/3 A