AULA 5 - Eletricidade Básica - FIC
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CARGA HORÁRIA: 5 h
CARGA HORÁRIA TEÓRICA: 4 h CARGA HORÁRIA PRÁTICA: 1 h
MATERIAIS
Por aluno:
- 1 multímetro
- fonte de tensão CC
- matriz de contatos
- resistores variados
METODOLOGIA
- Exposição dialogada dos conteúdos disponíveis, em projetor multimídia.
- Navegação assistida em outros sites e portais, de conteúdos relacionados.
- Montagens práticas e desenvolvimento em computador de aplicativos.
- Testes de verificação e validação.
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Todos os materiais possuem resistência elétrica, uns mais, outros menos. )s chamados bons condutores de eletricidade também apresentam resistência elétrica, mas de baixo valor.
Os isolantes, por sua vez, por impedirem a passagem da corrente elétrica, são elementos que apresentam resistência muito alta.
Quanto ao significado físico de resistência elétrica, podemos dizer que advém da estrutura atômica do elemento em questão. Isso quer dizer que um material que possua poucos elétrons livres dificultará a passagem da corrente, pois essa depende dos elétrons livres para se processar (nos sólidos).
No entanto, também os bons condutores de eletricidade apresentam uma certa resistência elétrica, apesar de terem elétrons livres em abundância. A explicação para essa oposição à passagem da corrente elétrica nesses materiais é que apesar de existirem elétrons livres em grande número, eles não podem fluir livremente pelo material, por causa das constantes colisões com os núcleos dos átomos, o que faz com que o seu deslocamento seja dificultado.
Em um condutor filamentar, a resistência depende basicamente de três fatores:
- do comprimento do fio,
- da área da seção transversal do fio, e
- do material.
Experimentos demonstram que quanto maior o comprimento de um condutor, maior sua resistência e quanto maior a seção de um condutor, menor sua resistência. Também pode se provar que condutores de mesmo comprimento e mesma seção, mas de materiais diferentes, possuem resistências diferentes.
A Equação matemática que determina o valor da resistência em função do comprimento, da seção e do material é dada por:
onde:
R: resistência elétrica do condutor em ohms (&Ohmega;);
l: comprimento do condutor em metros (m);
S: área da seção transversal em metros quadrados (m²);
ρ: constante do material, que chamamos de resistividade ou resistência específica, em ohm.metro (Ω.m).
Resistividade Elétrica
A resistividade é um valor característico de cada material, e na verdade representa a resistência que um condutor desse material apresenta tendo 1 m de comprimento e 1 m ² de área de seção transversal. A tabela abaixo apresenta o valor de resistividade de alguns materiais:
LEI DE OHM PARA CORRENTE CONTÍNUA
Em 1827, George Simon Ohm demonstrou com uma fonte de fem (força eletromotriz) variável ligada a um condutor que à medida que variava a tensão sobre o condutor, variava também a intensidade de corrente que circulava no mesmo.
Na Figura abaixo, se for aplicada uma tensão V no condutor, surge uma corrente I.
Em seus registros, Ohm percebeu que o quociente entre a tensão e a corrente se mantinha constante.
E a essa constante foi dado o nome de resistência elétrica, sendo representada pela letra R.
Portanto:
onde:
- I: intensidade de corrente em (A);
- V: tensão elétrica em volts(V);
- R: resistência elétrica em Ohms (Ω).
Então, resistência elétrica (R) é o quociente entre a diferença de potencial (V) e a corrente elétrica (I) em um condutor.
O inverso da resistência é uma grandeza chamada condutância.
A condutância representa a facilidade que um condutor apresenta à passagem da corrente elétrica, e é representado por G e sua unidade é o Siemens (S):
Tipos de Resistores
Existem vários tipos de resistores, de várias composições e para vários propósitos:
Os símbolos utilizados para representar resistores comuns são mostrados na Figura abaixo:
Já para outros tipos de resistores, existem várias simbologias:
Valores de resistência
Na maioria dos resistores simples, o valor do resistor pode ser identificado através de um código de cores.
Resistores comerciais são identificados na sua embalagem por um código de cores. A maioria dos fabricantes utiliza um código de 4 faixas pintadas no corpo do resistor. Resistores de alta precisão usam um código de 5 faixas:
Alguns valores comerciais padrão:
Resistores SMD (Surface-Mounted Device) são resistores minúsculos de 2mm ou menos usados em circuitos modernos.
Eles não são identificados por cores, mas por três dígitos que representam os números do código.
Por exemplo, um resistor com marcação 104 significa dígitos “1”, “0” e multiplicador “4” (+4 zeros), ou seja, 100kΩ.
Medição de resistência
A resistência dos resistores pode ser medida no multímetro, movendo o seletor para a seção “Ω”.
O multímetro permite medir resistências desde alguns ohms até no máximo 2 mega ohms (2 milhões de ohms).
As 5 posições do seletor são suficientes para medir com uma precisão razoável a maior parte dos resistores mais comuns.
Este multímetro não tem precisão suficiente para medir valores de resistência muito pequenas.
IMPORTANTE! Os resistores não têm polaridade!! Tanto faz medir com a ponteira positiva/negativa em um terminal, ou no outro.
Prática
Utilize o multímetro para medir os valores das resistências fornecidas em sala de aula.
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