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ANDERFABIO OLIVEIRA DOS SANTOS Tec. Pedagógico SECRETARIA DE ESTADO DA EDUCAÇÃO NÚCLEO REGIONAL DE EDUCAÇÃO ÁREA METROPOLITANA.

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1 ANDERFABIO OLIVEIRA DOS SANTOS Tec. Pedagógico SECRETARIA DE ESTADO DA EDUCAÇÃO NÚCLEO REGIONAL DE EDUCAÇÃO ÁREA METROPOLITANA NORTE

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

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 Antes de entendermos como funcionam os resistores precisamos retomar alguns conceitos sobre corrente elétrica. 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 - +

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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 M e 3 M ohms) 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!!!

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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 ( ). 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 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: 1)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. RESISTOR 470 OHMS TENSÃOCORRENTE( i ) 1,5 V 2,0 V 2,5 V 3,0 V 4,5 V 1)Qual a característica de um resistor ôhmico? 2)Há relação nos dados observados de corrente e tensão em algumas das tabelas? 3)Qual dos resistores pode ser considerado um resistor ôhmico? Por quê? LÂMPADA 10W 12V TENSÃOCORRENTE ( i ) 2,0 V 3,0 V 6,0 V 8,0 V 1,0 V

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 APLICAÇÃO PRÁTICA: MATERIAIS NECESSÁRIOS: -MULTÍMETRO -FONTE VARIÁVEL -LÁPIS GRAFITE 6B -RÉGUA -LED 3V 2ª 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 Linear Potenciômetro Não-Linear

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35 Representação de Resistores

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

38 Tolerância Multiplicador Algarismo significativo

39 5 60 Ω±5% 5600 Ω ± 5% 5880 Ω 5320 Ω

40 5 62Ω±10% Ω Ω Ω

41 1 700Ω ± 20% 1700 Ω ± 20% 2040Ω 1360Ω

42 Associação em Série

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44 Associação em Paralelo

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47 Associação Mista de Resistores i i1i1 i2i2 i i1i1 i2i2 i

48 i i1i1 i2i2 i3i3 i4i4

49 i i1i1 i2i2 i3i3

50 i i i Curto Circuito

51 Associação Mista de Resistores i i1i1 i2i2 i2i2 Curto Circuito

52 Associação Mista de Resistores i i i i i i i

53 Considere o circuito abaixo. Calcule as intensidades das correntes i, i 1 e i 2.


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