ANDERFABIO OLIVEIRA DOS SANTOS Tec. Pedagógico anderfabio@seed.pr.br

1. SECRETARIA DE ESTADO DA EDUCAÇÃO NÚCLEO REGIONAL DE EDUCAÇÃO ÁREA METROPOLITANA NORTE ANDERFABIO OLIVEIRA DOS SANTOS Tec. Pedagógico anderfabio@seed.pr.gov.br

2. FORMAÇÃO EM AÇÃO -2ºSEMESTRE FÍSICA RESISTORES E SUAS APLICAÇÕES

3. 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.

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

5. 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.

6. 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.

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

8. 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.

9. 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.

10. 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).

11. SENTIDO DA CORRENTE ELÉTRICA + -

13. 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:

14. 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.

15. 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.

16. 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.

17. Resistores, para que servem?

18. 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?

19. _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!!!

21. 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!!!!

22. 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.

23. 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.

24. 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.

25. 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:

26. 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?

27. 2ª 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:

28. 2ª 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.

29. TIPOS DE RESISTORES São divididos em duas categorias, fixos e variáveis:

30. Resistores fixos: • São eles: filme carbono, filme metálico, fio, de precisão.

31. Resistores Variáveis:

32. Potenciômetro Não-Linear

35. Representação de Resistores

37. TABELA PARA LEITURA DE RESISTORES Fig. 1 - Código de resistores

38. Tolerância Multiplicador Algarismo significativo Algarismo significativo

39. 6 0 0 Ω ± 5% 5 5880Ω 5600Ω ± 5% 5320Ω

40. 6 2 000 Ω ± 10% 5 618200Ω 562000Ω 505800Ω

41. 7 00 Ω 20% 1 ± 2040Ω 1700Ω±20% 1360Ω

42. Associação em Série

43. 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

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

45. Associação em Paralelo Cálculo com dois resistores Resistores iguais

46. Associação em Paralelo

47. 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

48. 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

49. 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

50. Associação Mista de Resistores Curto Circuito i i i Req= 10 Ω