Apontamentos sobre a matéria do teste

Resistências

   Pergunta 1 - Um bom condutor é : 

 Um condutor que oferece pouca resistência à passagem da corrente eléctrica.

Condutores Isoladores e Semicondutores :

Certos materiais permitem com relativa facilidade a passagem dos electrões livres, ou por outras palavras, oferecem pequena dificuldade à passagem da corrente eléctrica. Estes materiais dizem-se bons condutores da corrente eléctrica. São materiais condutores : A prata, o cobre, o alumínio etc.

Outros materiais só muito dificilmente permitem a passagem dos electrões livres oferecendo portanto uma grande dificuldade à passagem da corrente eléctrica. Estes são os maus condutores ou isoladores da corrente eléctrica. São materiais isoladores : a mica, a borracha, o vidro etc.

A essa dificuldade que os condutores oferecem à passagem da corrente eléctrica chama-se resistência eléctrica.

Entre os condutores e os isoladores situam-se os semicondutores. Semicondutores são materiais que : no estado puro e a zero absoluto de temperatura (- 273º C ) são isoladores ideais; no estado puro e a 20º C são maus condutores; aumentam a sua condutividade ao serem misturados com outros materiais, assim como com o aumento da temperatura. São materiais semicondutores : o selénio, o germânio, o silício etc.

   Pergunta 2 - Ao aumentar-mos a secção dum condutor mantendo o mesmo comprimento o que acontece ?

A resistência do condutor  diminui.

Resistência dos condutores :

A resistência dum condutor depende da natureza do material de que é feito e da sua dimensão. assim um condutor de ferro tem uma resistência eléctrica maior que um condutor de cobre da mesma dimensão.

A resistência de um condutor é directamente proporcional ao seu comprimento e inversamente proporcional à sua secção.

Por analogia com um tubo de água : o tubo oferece à passagem da água uma resistência tanto maior quanto maior for o seu comprimento e quanto menor for a sua secção. Assim como a natureza do tubo, um tubo de paredes rugosas oferece maior resistência à passagem da água do que se for um tubo de paredes lisas, embora com o mesmo comprimento e a mesma secção.

A resistência especifica ou resistividade traduz a natureza do material de que é feito o condutor. (Ver tabela 1 )

Assim a resistência de um condutor é expressa pela formula :

Sendo : 

                 R - a resistência do condutor [ em Ω ( ohm ) ]

                  l - o comprimento do condutor ( em m )

                  S - a secção do condutor ( em mm2 )

                 - a resistência especifica ou resistividade do material ( em Ω mm2/ m )

A unidade de resistência eléctrica é o Ohm e  representa-se pela letra grega Ω ( ómega )

O ohm internacional define-se como sendo a resistência a 0º C de uma coluna de mercúrio de secção constante com 106,3 cm de comprimento e 14,4521 gramas de massa.

 Condutância :

Da mesma forma que se analisam os materiais pela sua dificuldades em se deixar atravessar pela corrente eléctrica, ou seja a sua resistividade; também podem ser analisados pela facilidade com que se deixam atravessar pela corrente eléctrica, ou seja a sua condutividade, que é o inverso da resistividade. ( Ver tabela 1 )

Assim à Resistência R resultante da resistividade do material podemos opor a Condutância G resultante da condutividade do mesmo material.

Sendo :

                  G - a condutância do condutor  [ em  S ( Siemens ) ]

                  R - a resistência do condutor ( em Ω )

                  - a condutividade do material ( em S m / mm2 )

                   S - a secção do condutor ( em mm2 )

                    l - o comprimento do condutor ( em m )    

Variação da resistência com a temperatura :

Duma maneira geral a resistência dos metais aumenta com a temperatura, mas há substâncias em que a resistência diminui com o aumento da temperatura, tais como o carvão, certas ligas de manganésio e soluções de ácidos ou de sais. Há outras como a manganina e o constantan em que a resistência não varia ou pouco varia com a temperatura.

Em geral a variação da resistência com a temperatura é tão pequena que pode desprezar-se nalgumas aplicações práticas. para trabalhos cuja precisão seja de considerar usa-se a seguinte formula :

Sendo :  

                  

                                   

                   

                                       

                   

 O coeficiente de temperatura ;

  representa o aumento relativo da resistência por cada grau centígrado.

Material

Resistividade - r
W.mm2/m

Condutividade -
S.m/mm2

Coeficiente de Temperatura - a
oC-1

Prata

0,0158

62,5

0,0038

Cobre

0,0172

58,1

0,00382

Ouro

0,024

43,5

0,0034

Alumínio

0,0292

 34,2

0,0039

Tungstênio

0,055

18,18

0,0041

Latão

0,067

14,9

0,002

Níquel

0,087

10,41

0,0047

Ferro

0,096

10,2

0,0052

Platina

0,106

9,09

0,0025

Manganina

0,48

2,08

0

Constantan

0,5

2

0,00001

Cromo-niquel

1,1

0,909

0,00013
Germânio 0,47    
Silício    
Vidro    
Porcelana    
Baquelite    
Borracha    

Mica

    

 Tabela 1 - Características de alguns materiais a 20ºC

 Resistências :

 São usados dois tipos de resistências metálicas e de carvão. as resistências metálicas são formadas por um fio enrolado num suporte de material isolador e são geralmente conhecidas por resistências bobinadas.

 O fio empregue na construção das resistências é de uma liga de grande resistividade, de dois ou mais materiais ( contantan, ferro - níquel, maillechort, niquelina etc. )

 O material usado nas resistências não metálicas é o carvão ou grafite que tem uma elevada resistividade. Devido à elevada resistividade do carvão, estas resistências podem ser mais pequenas que as resistências bobinadas.

 Classificação das resistências :

 As resistências podem classificar-se em fixas, variáveis e ajustáveis

 Uma resistência fixa é aquela cujo valor não pode ser alterado por meios mecânicos.

 As resistências variáveis são aquelas cujo valor pode variar com frequência ( reóstatos, potenciómetros ).

 A resistência ajustável é aquela que pode ser ajustada para um valor desejado. difere da resistência variável porque uma vez ajustada mantêm-se nesse valor.

                                                                                   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                            Código de Resistências

 

                                                                          

 

 

 

 

 Quanto à sua variação com a temperatura ;

 PTC e NTC

 As resistências de uso comum dentro de certos parâmetros variam duma forma  linear com à temperatura, mas existem resistências que variam duma forma  não linear com a temperatura. É o caso das PTC's ou de coeficiente de temperatura positivo e das NTC's ou de coeficiente de temperatura negativo,  são fabricadas com materiais semicondutores, são chamadas termistores e são utilizados como sensores de temperatura, como o seu nome indica, no caso da PTC's a resistência aumenta com o aumento da temperatura e nas NTC's a resistência diminui com o aumento da temperatura. ( Ver gráfico 1 )

 

Gráfico 1 - Curvas características das NTC's e das PTC's com a variação da temperatura

 

   

      NTC                                                                           

                                                                             

       PTC                                                                           

VDR

Existem ainda as VDR's  que são resistências que dependem da tensão, ou seja a sua resistência varia com as variações de tensão. ( ver gráfico 2 )

 

Gràfico 2 -Curva Característica da VDR com a variação da tensão

 

                                                                        

      VDR                                                                             

 LDR

  Assim como as LDR em que a sua resistência depende da luz , ou seja a sua resistência varia com a variação da intensidade da luz. ( ver gráfico 3 )

 

 Gráfico 3 - Curva característica da LDR com a variação da intensidade luminosa

                                                                       

       LDR                                                                             

   Pergunta 3 - A resistência de um condutor é :

Como se pode verificar pela fórmula a resistência de um condutor é directamente proporcional ao seu comprimento e inversamente proporcional à sua secção.

   Pergunta 4 - Qual a resistência de um condutor de cobre com 100m de comprimento e 1 mm2 de secção, sabendo que a resistividade do cobre é 0,017 Ω mm2/m ?

                                                  

   Pergunta 5 - Se duas resistências de igual valor, estão associadas em série, a resistência total será :

O dobro do valor de uma delas

  Associação de resistências :

Circuito série

 Numa associação de resistências em série a resistência total, é igual à soma das resistências do circuito. O valor obtido é a resistência total, ou resistência equivalente da associação.

Rt = R1 + R2 + R3 + ...        No caso como são iguais         Rt = R + R  =  2 R

Ou seja quando as resistências forem do mesmo valor, num circuito série para calcular a resistência total, multiplica-se o valor de uma pelo numero de resistências do circuito.

 

  Pergunta 6 - Qual a resistência total dum circuito com duas resistências de 25 Ω cada em série ?

A resistência total é 50 Ω

Rt = R1 + R2     ou como são iguais         Rt = R + R = 2 R         Rt = 2 x 25 = 50 Ω              

  

  Pergunta 7 -  A associação em série de três resistências de 20 Ω cada equivale a uma resistência de :

Equivale a uma resistência de 60 Ω

Rt = R1 + R2 + R3   como são iguais  Rt = R + R + R = 3 R        Rt = 3 x 20 = 60 Ω

 

  Pergunta 8 - A associação que resulta numa resistência equivalente de 200 Ω é a série das seguintes resistências :

100 Ω , 80 Ω , 20 Ω

Rt = R1 + R2 +R3              Rt = 100 + 80 + 20           RT = 200 Ω

 

  Pergunta 9 - Qual a resistência equivalente do circuito ?

A resistência equivalente do circuito é de 100 Ω

Rt = R1 + R2 +R3             Rt = 10 + 40 + 50            Rt = 100 Ω

 

  Pergunta 10 - Qual das afirmações relativas a este circuito é verdadeira :

A corrente é a mesma em todas as resistências

Num circuito série fechado a corrente que circula no circuito é a mesma em todas as resistências do circuito.

A tensão aplicada aos terminais de um circuito série é igual à soma das tensões aos terminais das  resistências que formam o circuito.

 

  Pergunta 11 - Como deve ligar-se um amperímetro num circuito ( ao qual se pretende efectuar a medida ) ?

   Deve ligar-se em série

O amperímetro deve ligar-se em série, uma vez que ele mede a corrente que circula no circuito. Por essa razão ele apresenta uma resistência interna muito baixa para não influenciar a corrente do circuito, um amperímetro ideal é um em que Ri = 0

 

  Pergunta 12 - Para obter uma resistência equivalente de 1 KΩ é preciso associar :

5 resistências de 200 Ω em série

Rt = R1 + R2 + R3 + R4 +R5         Rt = 5 R        Rt = 5 x 200       Rt = 1000 Ω     Rt = 1 KΩ

 

  Pergunta 13 - Se duas resistências de igual valor estão associadas em paralelo, a resistência total será :

Metade do valor de cada uma delas

Circuito paralelo

Numa associação de resistências em paralelo, o inverso da resistência total, é igual à soma dos inversos das resistências do circuito. O valor obtido é a resistência total ou a resistência equivalente da associação.

  

 no caso como são iguais :                                

Ou seja quando as resistências forem do mesmo valor, num circuito paralelo para calcular a resistência total, divide - se o valor de uma pelo numero de resistências do circuito.

 Ou ainda para o caso de  duas resistências a resistência equivalente é igual ao produto das duas dividido pela sua soma.

           

 

   Pergunta 14 - Qual a resistência equivalente de duas resistências de 33 Ω ligadas em paralelo ?

É uma resistência de 16.5 Ω

                                  

Ou

                                

   

 

  Pergunta 15 - Para obter uma resistência equivalente de 4 Ω devem ser associadas :

4 resistências de 16 Ω em paralelo

                                

                                                                                                                                                                        

  Pergunta 16 - Qual das afirmações relativas a este circuito é verdadeira ?

A tensão é a mesma em todas as resistências.

A tensão ou diferença de potencial aos terminais das resistências de um circuito paralelo é a mesma e igual à tensão aplicada aos terminais do circuito.

A intensidade de corrente total é igual à soma das intensidades das correntes nas  resistências que formam o circuito.

 

  Pergunta 17 - Como deve ligar - se um voltímetro num circuito ( ao qual se pretende efectuar a medida ) ?

Deve ligar-se em paralelo

 O voltímetro deve ligar-se em paralelo, uma vez que ele mede a tensão ou diferença de potencial aos terminais do elemento que pretender medir-se num circuito. Por essa razão a sua resistência interna é alta para não influenciar a medida, um voltímetro ideal é um em  que

 

 Pergunta 18 - Qual a resistência equivalente do circuito ?

 A resistência equivalente do circuito é de 6 Ω

                                            

 

 Pergunta 19 - Para que a resistência do circuito seja de 15 Ω Rx deve ser de :

Rx deve ser de 4Ω

       

         

 

 Pergunta 20 - Qual a leitura no ohmímetro ?

A leitura do ohmímetro é de 0 Ω

O circuito apresentado curto - circuita o conjunto de resistências, o que faz com que a corrente produzida pelo ohmímetro siga o percurso que apresenta menor resistência, o que origina deflexão máxima    do  ponteiro ( corrente máxima ), que  corresponde aos 0 Ω ou um curto-circuito

 

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