Relatorio Fisica III - Resistores

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Corrente elétrica é o fluxo de elétrons entre a diferença de potencial. Essa corrente elétrica circulando por vários componentes eletroeletrônicos de um circuito, é que ocasiona o funcionamento do mesmo. Muitos componentes não podem receber a corrente máxima gerada na fontede alimentação, por possuírem características internas que os levariam a danosirreparáveis (queima). Devido a isso, necessitamos limitar o fluxo de correnteelétrica para esses componentes. O componente responsável por essa função éo resistor, que coloca-se no caminho da corrente elétrica, proporcionando umaresistência (obstáculos) à sua passagem, diminuindo a sua intensidade.

Na figura 02 temos um exemplo prático para explicarmos o funcionamento de um resistor. As duas caixas com água formam nossa diferença de potencial (d.d.p.), a tubulação, nosso condutor e o registro o nosso resistor. Nesse processo observa-se que, à medida que fechamos nosso registro, a intensidade de fluxo de água diminui, pois estamos colocando mais dificuldade a passagem da água. Em um circuito elétrico o resistor tem a mesma função, ou seja, impor dificuldade à passagem da corrente elétrica, diminuindo seu fluxo (intensidade).

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Figura 02 – Comparação de um sistema elétrico com um sistema hidráulico.

3.2 Lei de Ohm

O resistor é um condutor com um valor específico de resistência. A resistência de um resistor não depende do valor absoluto e do sentido (polaridade) da diferença de potencial aplicada. Outros dispositivos, porém, podem ter uma resistência que varia de acordo com a diferença de potencial aplicada.

A lei de Ohm é a afirmação de que a corrente que atravessa um dispositivo é sempre diretamente proporcional à diferença de potencial aplicada ao dispositivo.

Hoje sabemos que essa afirmação é correta apenas em certas situações; entretanto, por motivos históricos, continua a ser chamada de "lei".

É frequente ouvir-se a afirmação de que V= ixR é uma expressão matemática da lei de Ohm. Isso não é verdade! A equação é usada para definir o conceito de resistência se aplica a todos os dispositivos que conduzem corrente elétricas, mesmo aos que não obedecem à lei de Ohm. Se medirmos a diferença de potencial V entre os terminais de qualquer dispositivo e a corrente i que atravessa o dispositivo ao ser submetido a essa diferença de potencial, podemos calcular a resistência do dispositivo para esse valor de V como R = V/i, mesmo que se trate de um dispositivo, como um diodo semicondutor, que não obedece à lei de Ohm. A essência da lei de Ohm, por outro lado, está no fato que o gráfico de i em função de V é linear, ou seja, de que R não depende de V.

Um material obedece à lei de Ohm se a resistividade do material não depende do módulo nem da direção do campo elétrico aplicado.

Todos os materiais homogêneos, sejam eles condutores como o cobre ou semicondutores como o silício puro ou dopado com impurezas, obedecem à lei de Ohm dentro de uma faixa de valores do campo elétrico aplicado. Para valores elevados do campo elétrico, porém, sempre são observados desvios em relação à lei de Ohm.

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3.3 Resistores

O resistor é um semicondutor cuja função é dificultar a passagem de corrente elétrica, limitando a sua intensidade através de uma resistência elétrica e distribuindo-a aos demais componentes. O resistor apresenta-se em dois tipos: Fixo e variável. A unidade de medida de resistência elétrica é o Ohm (Ω ou R) e os múltiplos mais usados são:

MΩ (mega Ohms) - Ω X 10⁶

kΩ (quilo Ohms) - Ω X 10³

Os resistores fixos são aqueles cujo valor da resistência não pode ser alterado, enquanto que os variáveis têm a sua resistência modificada dentro de uma faixa de valores através de um cursor móvel.

As más aplicações de resistores podem ocasionar perca de equipamentos ou mau funcionamento, ou seja, quando um resistor é aplicado em um circuito elétrico e sua resistência é menor do que o necessário, a corrente chegará acima do desejado, podendo ocasionar o fechamento de curto. E se sua resistência for maior que a necessária, equipamento vai operar com menos intensidade, podendo não atingir sua potência desejável.

Lembrando que a temperatura altera a resistência dos materiais.

3.3.1 Resistor fixo

Os resistores fixos são comumente especificados por três parâmetros: o valor nominal da resistência elétrica; a tolerância, ou seja, a máxima variação em porcentagem do valor nominal; e a máxima potência elétrica dissipada. Exemplo: Um resistor com valores de 100Ω, ± 5% e 1/4W, significa que possui um valor nominal de resistência de 100Ω (Ohms), uma tolerância sobre esse valor de mais ou menos 5% e pode dissipar uma potência de no máximo 1/4W (Watts) ou 0,25W. Dentre os tipos de resistores fixos, destacamos os de fio, de filme de carbono e o de filme metálico.

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3.3.1.1 Resistor de fio

Consiste basicamente em tubo cerâmico, que servirá de suporte para enrolarmos um determinado comprimento de fio, de liga especial (níquel-cromo) para obter-se o valor desejado. Os terminais desse fio são conectados aos terminais presos ao tubo. Figura 03.

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Figura 03 – Imagem ilustrativa de um resistor de fio.

Os resistores de fio são encontrados com valores de resistência de alguns Ohms (Ω) até alguns quilo Ohms (kΩ), e são aplicados onde se exige altos valores de potência, acima de 5W (Watts), sendo sua especificações impressas no próprio corpo. Bem usual como resistência de chuveiros elétricos.

3.3.1.2 Resistor de filme de carbono

Resistor de filme de carbono: Consiste em um cilindro de porcelana recoberta por um filme (película) de carbono. O valor da resistência é obtido mediante a formação de sulco (corte), transformando a película em uma fita helicoidal. Esse valor pode variar conforme a espessura do filme e largura da fita formada. Como revestimento,