segunda-feira, 7 de outubro de 2019

Resistência mista - explicações e exercícios

A associação mista de resistores ocorre quando um mesmo circuito apresenta resistores em série e em paralelo.
Cada caso deve ser analisado de uma forma, mas sempre tentando deixar em uma única resistência.
Ex1:

Qual a resistência do circuito abaixo.
Primeiro devemos resolver o paralelo para o transformar em apenas uma resistência.
Agora nós apresentaremos uma série
Ex2:
Qual a resistência equivalente dos circuitos abaixo:

Para calcular a resistência total do circuito 1, vamos considerar que cada resistor apresente resistência igual a 4Ω.

Para calcular a resistência total do circuito 2 devemos fazer primeiro a série e vamos considerar que cada resistência apresente valor de 2Ω.


Para calcular a resistência equivalente do circuito abaixo devemos calcular cada série primeiro e depois calcular o paralelo.


Exercícios
1 - Entre os pontos A e B do trecho de circuito elétrico abaixo, a ddp é 80V.

A potência dissipada pelo resistor de resistência 4é:
a) 4W
b) 12W
c) 18W
d) 27W
e) 36W

2 - Qual é a resistência equivalente da associação a seguir?

a) 80
b) 100
c) 90
d) 62
e) 84

3 - Qual é a resistência equivalente da associação a seguir?

a) Req = 20
b) Req = 30
c) Req = 10
d) Req = 20/3
e) Req = 15

4 - Qual é a resistência equivalente da associação a seguir?

a) 20,0
b) 6,6
c) 78/15
d) 25
e) 50/15

5 - No trecho de circuito elétrico a seguir, a ddp entre A e B é 60V e a corrente i tem intensidade de 1A.
O valor da resistência do resistor R é:

a) 10 ohm
b) 8 ohm
c) 6 ohm
d) 4 ohm
e) 2 ohm

6 - Na associação a seguir, a intensidade de corrente i que passa pelo resistor de 14é 3A. O amperímetro A e o voltímetro V, ambos ideais, assinalam, respectivamente:

a) 2 A e 1 V
b) 2 A e 7 V
c) 7 A e 2 V
d) 7 A e 1 V
e) 10 A e 20 V.

7 - O valor de cada resistor, no circuito representado no esquema a seguir, é 10 ohms.

A resistência equivalente entre os terminais X e Y, em ohms, é igual a:
a) 10
b) 15
c) 30
d) 40
e) 90.

8 - Considere o esquema a seguir.

A resistência equivalente do conjunto de resistores entre os pontos X e Y é, em ohms, igual a:
a) 8
b) 13
c) 28
d) 45
e) 70

9 - Na figura, a resistência equivalente, entre os pontos F e H, é:

a) R/2
b) R
c) 3R
d) 5R

10 - A resistência entre os pontos A e B do resistor equivalente à associação mostrada na figura a seguir tem valor, em , igual a

a) 95.
b) 85.
c) 55.
d) 35.
e) 25.

11 - 

A resistência elétrica do resistor equivalente da associação acima, entre os pontos A e B, é:
a) 2R
b) R
c) R/2
d) R/3
e) R/4

12 - No circuito da figura ao lado, é CORRETO afirmar que os resistores:

a) R1, R2 e R5 estão em série.
b) R1 e R2 estão em série.
c) R4 e R5 não estão em paralelo.
d) R1 e R3 estão em paralelo.

13 - A diferença de potencial entre os pontos A e B, do circuito abaixo, é igual a 10 V.

A corrente que passa pelo resistor de 6é:
a) 2 A
b) 3 A
c) 1 A
d) 0,4 A

14 - No circuito representado no esquema a seguir, todos os resistores têm resistência igual a 10 ohms.
Sendo a corrente elétrica em R2 igual a 2,0 ampéres a corrente elétrica em R4 e a diferença de potencial nos terminais de R1 valem, respectivamente:

a) 2,0 A e 60 V
b) 2,0 A e 30 V
c) 4,0 A e 60 V
d) 4,0 A e 40 V
e) 4,0 A e 30 V

15 - Três lâmpadas A, B e C, estão ligadas a uma bateria de resistência interna desprezível. Ao se "queimar" a lâmpada A, as lâmpadas B e C permanecem acesas com o mesmo brilho de antes.
A alternativa que indica o circuito em que isso poderia acontecer é:

16 - Quantos resistores de 315 devem ser acrescentados no circuito a seguir, em paralelo, aos de 315 já existentes, para que a corrente total de i dobre de valor?

17 - Quatro lâmpadas idênticas 1, 2, 3 e 4, de mesma resistência R, são conectadas a uma bateria com tensão constante V, como mostra a figura.

Se a lâmpada 1 for queimada, então:
a) a corrente entre A e B cai pela metade e o brilho da lâmpada 3 diminui.
b) a corrente entre A e B dobra, mas o brilho da lâmpada 3 permanece constante.
c) o brilho da lâmpada 3 diminui, pois a potência drenada da bateria cai pela metade.
d) a corrente entre A e B permanece constante, pois a potência drenada da bateria permanece constante.
e) a corrente entre A e B e a potência drenada da bateria caem pela metade, mas o brilho da lâmpada 3 permanece constante.

18 - No circuito apresentado na figura são lidas as tensões: V2 = 6 volts, V3 = 8 volts, V5 = 3 volts e V7 = 20 volts. A leitura nos voltímetros V1, V4 e V6 são, em volts, respectivamente, iguais a

a) 5 V, 26 V e 12 V.
b) 12 V, 5 V e 26 V.
c) 26 V, 5 V e 5 V.
d) 26 V, 12 V e 5 V.
e) 26 V, 5 V e 12 V.

Gabarito
1 – E
2 – D
3 – E
4 – B
5 – B
6 – B
7 – B
8 – C
9 – A
10 – D
11 – B
12 – B
13 – C
14 – C
15 – E
16 – 11
17 –  E
18 –  E




Eletrodinâmica - associação de resistores em paralelo - explicação e exercícios

Os resistores podem estar associados em série, que já foi alvo de uma postagem anterior, em paralelo ou misto. Nesta postagem vamos tratar da associação em paralelo.
Neste caso de associação, os resistores dividem a corrente que entra no sistema, como mostra a imagem abaixo.

Lembrando que i é a corrente e R é a resistência.
Então, nem sempre a corrente será igual em cada resistor, o que difere da associação em séria, na qual a corrente é a mesma em cada resistor, pois ela não tem como escolher um caminho.
Nessa associação, o que deve ser igual é a tensão, que em cada resistor deve ser a mesma.
A corrente sempre vai escolher passar em sua grande maioria pela resistência mais fraca, mas alguma parte ainda vai para a resistência mais forte.
Vamos lembrar a fórmula da resistência, tensão e corrente.

Para calcular a resistência equivalente podemos utilizar duas formas, uma para quando temos apenas duas resistências em paralelo e outra para esta forma também e para quando temos mais de duas resistências.
PARA APENAS DUAS RESISTÊNCIAS

PARA DUAS OU MAIS RESISTÊNCIAS

Também devemos saber que a tensão é igual em todas as resistências e também será a mesma no circuito, logo a tensão do circuito é a mesma em R1, em R2 e assim por diante.

Uc = tensão no circuito
U1 = tensão na resistência e assim por diante.
Como a corrente é dividida, a soma das correntes que passam pelos resistores da associação é o valor da resistência do circuito.

Para descobrirmos a corrente em cada resistor devemos primeiro descobrir a tensão em cada um deles, então a sequência é: tensão no circuito, resistência equivalente e por fim corrente no resistor.
Vamos a um exemplo que resolverei de duas formas, uma clássica e outra alternativa
Ex 1:
Qual a corrente que passa pelo circuito abaixo.

Forma clássica: primeiro devemos calcular a resistência equivalente.

Agora vamos utilizar

para calcular a corrente total do sistema vamos utilizar a resistência equivalente e a tensão do sistema.


Ex 2:
Calcule a corrente que passa em cada resistor do circuito abaixo

Nesse caso, devemos saber que a tensão do circuito é a mesma em cada resistor, logo, para R1 devemos utilizar a fórmula

Então a corrente que passa por R1 vale 6 A, como a corrente total do vale 9 A, como vimos na questão anterior, a corrente que passa em R2 é o resto, logo vale 3 A.
Como poderíamos fazer por lógica, como a resistência R1 vale 4Ω e a resistência R2 vale 8Ω, a corrente sempre tenta ir para o lado mais fácil, então vai mais corrente para R1 do que para R2, mas quanto?
Vamos dar uma letra para R1, pode escolher qualquer letra, obrigado por escolher X como letra.

Damos um valor de X para a resistência maior e para a outra, que é a metade damos o dobro da corrente (a resistência quer ir para o lado mais fácil).
Agora vamos dividir 6A, que é a corrente, pelos 3 x (x + 2x). O resultado é 2, logo x vale 2 e a corrente que passa pelo resistor 2 vale 2 A e pelo resistor 1 4 A, fechando os 6 A.
Corrente em R1 = 4A
Corrente em R2 = 2A
De inicio parece difícil, mas depois com a prática fica mais fácil.
Ex 3:
Qual a corrente que passa em R1 sabendo que a corrente total do sistema é 21 A e que a resistência de R1 = 1 Ω, R2 = 2 Ω, R3 = 4 Ω.

Vamos analisar a corrente que passa pela relação entre as resistências. Em R1 a corrente deve ser o dobro da corrente em R2, pois a resistência em R1 é a metade da resistência de R2.
Em R1 a corrente deve ser o quádruplo da corrente que passa em R3, pois a resistência de R3 é o quádruplo da resistência em R1.
Em R2 a corrente deve ser o dobro da corrente que passa em R3, pois a resistência de R3 é o dobro da resistência em R2.
Recordando, a corrente é inversamente proporcional à resistência.
Podemos pensar que em qual resistência passa menor corrente, pelo visto será em R3, então vamos dar um valor de X para ele, logo a corrente que passa em R2 deve ser 2X e em R1 deve ser 4X.
Vamos somar todos os X
1x + 2x + 4x = 7X
Agora é dividir 21 por 7
21 / 7 = 3. Então cada X vale 3.
Agora vamos resolver:
R1 = 4X = 4 . 3 = 12 A
R2 = 2X = 2 . 3 = 6 A
R3 = X = 3 = 3 A
Agora vamos resolver pelo método tradicional
Primeiro vamos descobrir a tensão do sistema. Para descobrir a tensão devemos resolver primeiro a resistência equivalente.

Agora vamos descobrir a tensão do sistema, que será a mesma em cada resistor.
U = R . i
U = 4/7 . 21
U = 12 V
Agora vamos resolver a corrente em cada resistor
R1)  12 = 1 . i1
i1 = 12 A
R2) 12 = 2 . i2
i2 = 6 A
R3) 12 = 4 . i3
i3 = 3 A

EXERCÍCIOS
1 - Três resistores idênticos de R = 30Ω estão ligados em paralelo com uma bateria de 12 V. Pode-se afirmar que a resistência equivalente do circuito e a corrente do circuito é
a) Req = 10Ω, e a corrente é 1,2 A.
b) Req = 20Ω, e a corrente é 0,6 A.
c) Req = 30Ω, e a corrente é 0,4 A.
d) Req = 40Ω, e a corrente é 0,3 A.
e) Req = 60Ω, e a corrente é 0,2 A.

2 - Na associação de resistores da figura a seguir, os valores de i e R são, respectivamente:

a) 8 A e 5
b) 16 A e 5
c) 4 A e 2,5
d) 2 A e 2,5
e) 1 A e 10

3 - No esquema ao lado, determine:

a) o resistor equivalente (REQ).
b) as voltagens U1, U2 e U3.
c) as correntes i1, i2 e i3 e iT.

4 - Dois resistores R1 = 20 e R2 = 30 são associados em paralelo. À associação é aplicada uma ddp de 120V. Qual é a intensidade da corrente na associação?
a) 10,0 A
b) 2,4 A
c) 3,0 A
d) 0,41 A
e) 0,1 A

5 - No circuito com associação de resistências mostrado na figura abaixo, a intensidade de corrente I3 e a resistência R1 devem ter os seguintes valores:

a) I3 = 8,0 A e R1 = 15
b) I3 = 10,0 A e R1 = 20
c) I3 = 6,0 A e R1 = 12
d) I3 = 20,0 A e R1 = 10
e) I3 = 15,0 A e R1 = 10

6 - As instalações elétricas em nossas casas são projetadas de forma que os aparelhos sejam sempre conectados em paralelo. Dessa maneira, cada aparelho opera de forma independente. A figura mostra três resistores conectados em paralelo.
ô
Desprezando-se as resistências dos fios de ligação, o valor da corrente em cada resistor é:
a) I1 = 3A, I2 = 6A e I3 = 9A.
b) I1 = 6A, I2 = 3A e I3 = 2A.
c) I1 = 6A, I2 = 6A e I3 = 6A.
d) I1 = 9A, I2 = 6A e I3 = 3A.
e) I1 = 15A, I2 = 12A e I3 = 9A.

7 - Um resistor de 10 no qual flui uma corrente elétrica de 3,0 ampères está associado em paralelo com outro resistor. Sendo a corrente elétrica total, na associação, igual a 4,5 ampères, o valor do segundo resistor, em ohms, é:
a) 5,0
b) 10
c) 20
d) 30
e) 60
8 - Um certo resistor de resistência elétrica R, ao ser submetido a uma d.d.p. de 6,00V, é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 4,00mA. Se dispusermos de três resistores idênticos a este, associados em paralelo entre si, teremos uma associação cuja resistência elétrica equivalente é:
a) 4,50k
b) 3,0k
c) 2,0k
d) 1,5k
e) 0,50k

GABARITO
1 – a
2 – b
3 –
Req = 6Ω
U1 = 72 V
U2 = 72 V
U3 = 72 V
i1 = 2 A
i2 = 4 A
i3 = 6 A
it = 12 A
4 – a
5 – b
6 – b
7 – c
8 – c


RETOMADA DE ELETRODINÂMICA - ASSOCIAÇÃO DE RESISTÊNCIAS EM SÉRIE - EXERCÍCIOS

RETOMADA DE FÍSICA ELETRODINÂMICA
Quando uma corrente elétrica passa por um fio, este mesmo pode gerar uma resistência para a passagem dos elétrons, o que chamamos de resistência.
Corrente tem a unidade de A.
Resistência tem a unidade de Ω.
Tensão tem a unidade de V.
Podemos fazer uma relação da resistência com a corrente, que gera uma tensão.
V = R x i
Associação de resistores.
Os resistores podem estar em série, em sequência, ou em paralelo, um ao lado do outro.
Série: a corrente que passa em um resistor é a mesma que passa nos outros, pois não tem como escapar do circuito, mas a tensão dependerá de cada resistor.


Nesse caso a corrente que passa em todos é de 3 A e a resistência de cada um é diferente, com isso a tensão em cada um será diferente.
V1 = R1 x i = 2 x 3 = 6 V
V2 = R2 x i = 4 x 3 = 12 V
V3 = R3 x i = 6 x 3 = 18 V  
A tensão total do circuito será a soma de todas as tensões.
6 V + 12 V + 18 V = 36 V
A resistência total do circuito será a soma de todas as resistências.
2 Ω + 4 Ω + 6 Ω = 12 Ω
A corrente total do circuito é a mesma que passa em cada um dos resistores, 3 A.
Ex1: Analise o circuito abaixo:

Sabendo que a corrente que entra no circuito é de 10 A, calcule a:
    a)      resistência total do circuito.
    b)      a corrente em cada resistor.
    c)       a tensão em cada resistor.
    d)      a tensão total do circuito.
R: vamos por parte, primeiro teremos que lembrar algumas regras da associação de resistores em série.
- a corrente é igual em cada resistor.
- a tensão é diretamente proporcional a corrente e a resistência, quanto maior a corrente ou maior a resistência maior será a tensão.
- a soma de todas as resistências gera a resistência total e a soma de todas as tensões gera a tensão total.
Agora estamos prontos para resolver as perguntas que tiram o nosso sono, como por exemplo: “Qual a resistência total do circuito?”
     a)      É a soma de todas as resistências: 4 + 6 + 10 = 20 Ω.
    b)      A corrente que entra do circuito é a mesma que sai, e como ela só tem um caminho, logo os 10 A tem que passar por todos os resistores, então a corrente em cada resistor equivale a 10 A.
    c)       A tensão em cada resistor será descoberta com a utilização de uma fórmula muito complexa, U = R x i. Depois de pensar muito tempo em como utilizá-la, você notou que a tensão é o resultado da multiplicação da resistência pela corrente.
U1 = tensão no resistor 1
U2 = tensão no resistor 2
U3 = tensão no resistor 3
U1 = 4 x 10 = 40 V
U2 = 6 x 10 = 60 V
U3 = 10 x 10 = 100 V
    d)      A tensão total do circuito será igual a soma de todas as tensões dos resistores. 40 + 60 + 100 = 200 V

Ex 2: Três resistores, A, B e C então ligados em série, com resistências 2 Ω, 4 Ω e 8 Ω, cada um respectivamente, estão submetidos a uma ddp de 70 V. Calcule a corrente que percorre o circuito e a ddp em cada resistor.
R: Bom, agora pode ser um pouco mais difícil, mas que nada, é uma barbada, chuchu! Vou mostrar duas formas de calcular a tensão em cada resistor, uma forma matemática clássica e a outra por lógica, fique a vontade para escolher a que mais lhe agrada.
MATEMÁTICA: Primeiro para calcular a corrente no circuito devemos descobrir a resistência total para usar U = R x i.
Para descobrir a resistência total vamos somar todas as resistências. 2 + 4 + 8 = 14 Ω.
Agora é só descobrir a corrente do circuito.
U = R x i
70 = 14 x i
70 / 14 = i
i = 5 A
Para descobrir a tensão em cada resistor é só resolver novamente U = R x i para cada resistor.
RA
UA = 2 x 5 = 10 V
RB
UB = 4 x 5 = 20 V
RC
UC = 8 x 5 = 40 V
Para verificar se está correto é só somar todas as tensões e tem que dar novamente a total
FORMA LÓGICA
Primeiro temos que ver a proporção entre as resistências, 2, 4 e 8. Se dermos um letra para a mais baixa, 2 = x, logo a outra, 4 = 2x e a terceira, 8 = 4x (ela é quatro vezes maior que a primeira).
A tensão é proporcional a resistência, como temos 70V de tensão, podemos ver quanto vale cada x da resistência, para isso temos que somar os x das resistências, x + 2x + 4x = 7 x.
Vamos ver quanto vale cada x
7 x = 70
x = 70 / 7
x = 10
Agora é só trocar 10 por x em cada uma delas
RA = x, então a sua tensão vale 10 V
RB = 2 x, então a sua tensão será 2 x 10 = 20 V
RC = 4 x, então a sua tensão sera 4 x 10 = 40 V
Como a corrente que passa em um passa em todos, podemos calcular apenas a corrente em um que serve para todos.
Vamos pegar o primeiro resistor, só por exemplo
U = R x i
10 = 2 x i
10 / 2 = i
i = 5 A
Chegamos aos mesmos resultados, agora é só escolher.


Exercícios
   1.       Sobre três resistores de 5 Ω estão ligados em série, é passada um corrente de 10 A. Qual a resistência total e a tensão total do sistema?

    2.       Qual o valor da resistência de um resistor que sofre a passagem de 4 A e corrente gerando uma tensão de 20 V?

    3.       Qual a corrente que passa por um resistor de 8 Ω para gerar uma tensão de 24 V?

    4.       Qual a tensão gerada em um resistor de 4 Ω se sobre ele passar uma corrente de 5 A?

    5.       Três resistências, R1 = 3 Ω, R2 = 6 Ω e R3 = 9 Ω, estão associadas em série. Sabendo que a resistência R2 apresenta uma tensão de 12 V, calcule a tensão total do circuito e a correte que passa por ele.

    6.       Num circuito elétrico, dois resistores, cujas resistências são R1 e R2, com R1 > R2 , estão ligados em série. Chamando de i1 e i2 as correntes que os atravessam e de V1 e V2 as tensões a que estão submetidos, respectivamente, pode-se afirmar que:
a) i1 =i2 e V1 = V2.
b) i1 =i2 e V1 > V2.
c) i1 >i2 e V1= V2.
d) i1 >i2 e V1 < V2.
e) i1 <i2 e V1 > V2.

    7.       Dois resistores, de resistências R0 = 5,0 Ω e R1 = 10,0 Ω são associados em série, fazendo parte de um circuito elétrico. A tensão V0 medida nos terminais de R0, é igual a 100 V. Nessas condições, a corrente que passa por R1 e a tensão nos seus terminais são, respectivamente:
a) 5 x 10-2 A; 50 V.
b) 1,0 A; 100 V.
c) 20 A; 200 V.
d) 30 A; 200 V.
e) 15 A; 100 V.

    8.       Considere os valores indicados no esquema a seguir que representa uma associação de resistores.
 O resistor equivalente dessa associação, em ohms, vale:
a) 8
b) 14
c) 20
d) 32
e) 50

9.       No esquema ao lado, determine:
    

a) o resistor equivalente (REQ).
b) as correntes iT, i1, i2 e i3.
c) as voltagens U1, U2 e U3.

10.   Dada a associação de resistores representada abaixo e, sabendo-se que a diferença de potencial entre os pontos A e B, é de 300 V, assinale a afirmação correta.

a) O resistor equivalente da associação é de 30 Ω.
b) A intensidade da corrente elétrica na associação é de 10 A.
c) A diferença de potencial no resistor R1 é de 200 V.
d) A diferença de potencial no resistor R2 é de 50 V.
e) A diferença de potencial no resistor R3 é de 175 V.

GABARITO:
1 – 15 Ω e 150 V.
2 – 5 Ω.
3 – 3 A.
4 – 20 V.
5 – 36 V e 2 A.
6 – B.
7 – C.
8 – E.
9 – 100 Ω, 2 A para todos e 40 V, 60 V e 100 V.
10 - E