O documento resume os principais conceitos de tensão elétrica, corrente elétrica e resistência elétrica. Explica que a tensão elétrica é a força que impulsiona os elétrons, a corrente elétrica é o movimento ordenado dos elétrons e a resistência elétrica é a oposição de um material à passagem da corrente. Também define as unidades de medida dessas grandezas e como medir cada uma delas.
3. Tensão Elétrica
Podemos expressar a tensão elétrica (ou ddp
(diferença de pontecial)) como: “Tensão elétrica
é a força capaz de impulsionar os elétrons em um
condutor em sentido orientado”.
4. Mas para que qualquer coisa se movimente, é necessário
que exista uma força que estimule a movimentação. Essa
força que impulsiona os elétrons é conhecida
como tensão elétrica.
5. Tensão Elétrica
Unidade
Em homenagem a Alexandre Volta a
unidade de tensão elétrica é o Volt
(V), representado pela letra U ou V.
Grandeza: Tensão
Representação: U ou V
Unidade de Medida: Volt (V)
6. Tensão Elétrica
Múltiplos e Submúltiplos
Como toda grandeza, a unidade Volt possui vários
múltiplos e submúltiplos.
7. Tensão Elétrica
Conversão da unidade
Sempre que temos um valor muito pequeno ou
muito grande devemos converter a unidade para
que se tenha uma leitura mais adequada.
Em geral devemos sempre ter a unidade em um
intervalo de 1,0 até 999,99.
Isso porque fora deste range conseguimos usar um
múltiplo ou submúltiplo.
Mas, como converter?
16. Tensão elétrica
Como ele mede a diferença de potencial (ddp)
entre os terminais de um componente, no
exemplo uma pilha?
Para medir a ddp de uma pilha, o instrumento
deve ser conectado em paralelo com ele.
18. Corrente Elétrica
Introdução
Se fecharmos a chave, os condutores ficarão com
a mesma ddp da bateria.
Dentro do condutor isso irá gerar um campo
elétrico.
19. Corrente Elétrica
Introdução
Nesse campo, cada elétron fica sujeito a uma
força elétrica.
Sob a ação dela, os elétrons alteram a sua
velocidade, adquirindo um movimento ordenado.
20. Corrente Elétrica
Definição
Dizemos que “corrente elétrica é o
movimento ordenado dos elétrons”.
Vale reforçar que isso somente
ocorre quando há uma ddp entre
dois pontos e que exista um circuito
fechado para está circulação.
24. Corrente Elétrica
Unidade
A unidade de medida da corrente elétrica (I) é o
Ampère (que é Coulomb/segundo) representado
pela letra A.
Grandeza: Corrente
Representação: I
Unidade de Medida: Ampère (A)
25. Corrente Elétrica
Múltiplos e Submúltiplos
Assim como a tensão, a corrente também é uma
grandeza elétrica e, como toda grandeza, pode
ter a sua intensidade medida por meio de
instrumentos.
26. Corrente Elétrica
Múltiplos e Submúltiplos
Mesmo processo utilizado para tensão elétrica será
utilizado para corrente elétrica, ou seja, devemos
sempre ter a unidade em um intervalo de 1,0 até
999,99.
Isso porque fora deste range conseguimos usar um
múltiplo ou submúltiplo.
28. Corrente elétrica
Como a corrente elétrica é um fluxo, para sua
medição ela deverá passar através do
instrumento, que deve ser ligado em série ao
corpo neutro.
29. Vimos até então:
Tensão elétrica é a força capaz de impulsionar os
elétrons em um condutor e sentido orientado.
Corrente elétrica é o movimento ordenado dos
elétrons
E resistência o que é?
30. Resistência Elétrica
“Resistência elétrica é a
oposição que um material
apresenta a passagem de
corrente elétrica.”
Essa resistência tem origem
na estrutura atômica do
material.
Todo dispositivo eletrônico
possui.
31. Resistência Elétrica
Duas situações podemos ocorrer:
I) Quando os átomos de um material liberam
elétrons livres com facilidade, a corrente elétrica
flui facilmente por esse material. Nesse caso, a
resistência elétrica desses materiais é pequena.
32. Resistência Elétrica
Duas situações podemos ocorrer:
II) Quando os átomos de um material apresentam
dificuldade em liberar seus elétrons livres, a
corrente elétrica não flui com facilidade por esse
material. Nesse caso, a resistência elétrica desses
materiais é elevada.
34. Resistência Elétrica
Portanto, a resistência elétrica depende da
facilidade ou dificuldade com que esse material
libera cargas para circulação.
35. Resistência Elétrica
O efeito causado pela resistência elétrica tem
diversas aplicações práticas.
36. Resistência Elétrica
A unidade de medida da resistência elétrica é o
Ohm, representado pela letra grega ômega (Ω).
A sua grandeza é representada pela letra R.
38. Resistência Elétrica
Como o ohmímetro utiliza um circuito
eletrônico propriamente alimentado,
não devemos conectar este
instrumento a um material submetido
a uma tensão elétrica, pois pode
danificá-lo.
Portanto, para medir resistência
elétrica o circuito deve estar
desenergizado.
39. Determinação da Resistência Elétrica
Existem materiais que conduzem a corrente
elétrica e são chamados de condutores, outros
impedem a passagem de corrente elétrica e são
chamados de isolantes.
Dos materiais que dificultam a passagem de
corrente elétrica dizemos que possuem alta
resistência elétrica.
40. Determinação da Resistência Elétrica
A resistência elétrica é função da força com que
os elétrons são atraídos ao núcleo.
Mesmo os materiais condutores, na prática,
possuem resistência elétrica, e ela depende:
resistência específica,
seção do material,
comprimento do material e
temperatura do material.
41. Determinação da Resistência Elétrica
Seção do material - Quanto maior a seção, mais
elétrons podem passar ao mesmo tempo.
42. Determinação da Resistência Elétrica
Comprimento do material - Quanto maior o
comprimento, maior a resistência apresentada.
43. Determinação da Resistência Elétrica
Resistência específica (ρ - letra
grega que se lê “rô”) - É uma
característica física da matéria e
está estabelecida em uma tabela
de referência.
Permite a comparação da
resistência de diferentes materiais
de acordo com a natureza,
independentemente de seus
comprimentos ou áreas.
Valores mais altos de ρ
representam maior resistência.
44. Determinação da Resistência Elétrica
Segunda lei de Ohm
𝑅 = 𝜌
𝐿
𝐴
Em que:
R = resistência do condutor [Ω];
L = comprimento do fio [m]
A = área da seção reta do fio [m²]
𝜌 = resistividade do condutor [Ωm]
45.
46.
47.
48. Determinação da Resistência Elétrica
Exemplo
1.2 - Considere que há um cabo elétrico com 100
metros distribuídos em um automóvel. O cabo
utilizado tem 1,5mm² de seção transversal e é
composto de cobre. Qual a resistência elétrica
deste condutor?
49. Observação
A fórmula apresentada só é
válida se a temperatura de
estudo for à 20ºC.
Isso porque a tabela de
resistividade apresentada é
baseada neste valor de
temperatura.
50. Influência da Temperatura
A temperatura influi diretamente na
mobilidade das partículas.
Na maioria dos materiais, quanto maior
a temperatura maior a resistência
elétrica.
Isso porque o aumento da temperatura
aumenta a agitação das partículas do
material aumentando assim as colisões
entre os elétrons livres e as partículas
do material.
51. Influência da Temperatura
Isso significa que em um condutor elétrico, a
variação da resistência elétrica é diretamente
relacionada com o aumento da temperatura.
maior temperatura = maior resistência
52. Influência da Temperatura
Matematicamente expressamos:
𝜌𝑓 = 𝜌0(1 + 𝛼∆𝑇)
Em que:
ρf - resistividade do material na temperatura final
[Ωm]
𝜌0 - resistividade do material na temperatura de
20°C [Ωm]
α - coeficiente de temperatura do material [ºC
−1
]
ΔT - variação de temperatura (Tfinal – Tinicial) [°C]
53. Influência da Temperatura
1.3 - Determinar a resistividade do cobre na
temperatura de 50°C, sabendo-se que à
temperatura de 20°C, sua resistividade
corresponde a 0,0173 Ωmm²/m.
54.
55. Resistor Elétrico
O componente que tem a característica de
se opor à passagem de corrente elétrica é
chamado de resistor.
56. Resistor Elétrico
Função
Mas qual ou quais são as funções de um resistor
no circuito elétrico?
Limitar a corrente elétrica e, consequentemente,
reduzir ou dividir tensões.
58. Resistor Ajustável
Resistência: ajustável dentro de uma faixa de valores
Aplicação: calibração de circuitos elétricos e
eletrônicos
Exemplo: trimpot
59. Resistor Variável
Resistência: ajustável dentro de uma faixa de
valores
Aplicação: Controle de parâmetros elétricos e
eletrônicos externamente
Exemplo: potenciômetro e reostato
60. Resistor Variável
Dependente de luz (LDR)
Resistência: variável em função da luz incidente.
Quanto mais luz incidente, menor sua resistência.
Aplicação: Sensor de presença luminosa ou sensor
fotoelétrico
61. Resistor Variável
Dependente de tensão – Varistor (VDR)
Resistência: sua resistência diminui quando a tensão
nos seus terminais excede seu limite, entrando em
curto e levando a queima do fusível do aparelho.
Aplicação: Entrada de força de aparelhos, sobretudo
eletrônicos.
62. Resistor Variável Dependente de
temperatura –Termistor (NTC e PTC)
Resistência: variável em função da temperatura.
Existem termistores positivos (PTC) que
aumentam a resistência quando esquentam e os
negativos (NTC) que diminuem a resistência
quando esquentam.
Aplicação: Circuitos que requerem estabilidade
mesmo que a temperatura de operação aumente.
63. Resistor Fixo
Resistência: fixa, com tolerância pré-determinada
Aplicação: geral sem necessidade de alta precisão
64. Resistor
Características
Todo resistor fixo tem algumas características
técnicas que o definem:
Resistência nominal
Percentual de tolerância
Potência nominal
67. Resistor
Percentual de Tolerância
Existe em função do
processo de
fabricação ser sujeito
à imprecisões.
Indica a variação do
valor nominal.
Pode ser positiva ou
negativa em relação
ao valor nominal.
68. Resistor
Potência Nominal
Parâmetro relacionado com o limite de dissipação
térmica pelo resistor.
Influência direta da corrente que circula pelo
componente.
Quando temos uma corrente circulante em um
condutor ou resistor, o mesmo sofrerá aquecimento.
Temos nesse instante a conversão de energia elétrica
em térmica.
Na maioria das vezes essa energia é transferida para o
ambiente em forma de calor pelo corpo do resistor.
É necessário, portanto, limitar esse aquecimento afim
de não danificar o componente.
69. Resistor
Potência Nominal
Tamanho físico do resistor
influencia diretamente a
dissipação de potência
Componente maior = maior a área
de dissipação para o ambiente
70.
71. Resistor
Especificação
Para comprar sempre devemos descrever a
especificação técnica completa de um
componente.
No caso do resistor devemos sempre citar:
Tipo
Resistência nominal
Percentual de Tolerância
Dissipação nominal de potência
72. Resistor
Especificação - Exemplos
Resistor de filme carbono 820Ω ±5% 0,33W (1/3W)
Resistor de filme metálico 150Ω ±1% 0,25W
(1⁄4W)
Resistor de fio 4R7Ω ±5% 10W
Resistor SMR 1kΩ ±5% 1⁄4 W
73. Codificação dos Resistores
Nos resistores de filme carbono ou metálico
as características elétricas estão codificadas
na forma de anéis coloridos impressos no
próprio corpo do componente.
Os anéis coloridos são padronizados por
meio da norma IEC-62 sendo a codificação
da resistência nominal e do percentual de
tolerância.
74. Codificação dos Resistores
A cor e posição de cada anel em relação aos demais
fornecem o valor da resistência nominal e o
percentual de tolerância.
Os primeiros resistores possuíam apenas 3 anéis sendo
suprimida a tolerância do componente nos anéis.
Nestes componentes, por terem sido construídos de
forma arcaica, a tolerância era de ±20%.
Hoje o mínimo são 4 anéis podendo chegar até a 6
anéis.