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PRÁTICA 9: RESISTORES E OHMÍMETRO
Tipologia: Exercícios
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Os resistores comerciais, geralmente conhecidos de resistências, trazem o valor de sua resistência codificado em faixas coloridas e dispostas como mostra a Figura 3.2. Figura 3.2 - Resistores (resistências) comerciais. Fonte: Você sabe ler o código de cores dos resistores? Entenda Acesso em 14 de out. de
Essas faixas representam o valor de resistência indicado pelo fabricante com base em sua cor e posição, denominado valor nominal. Normalmente, os resistores têm 4 ou 5 faixas de cores. A Tabela 3.1 mostra os valores atribuídos a cada cor. A faixa colorida deve ser lida a partir da extremidade mais próxima do centro do resistor, conforme mostrado na Figura 3.3. Se o resistor tiver 4 bandas, a banda de tolerância (a última banda) será prateada ou dourada. Outra característica é que as faixas de tolerância podem ser ligeiramente diferentes (ou mais largas ou mais proeminentes) que outras, indicando em que ordem as faixas devem ser lidas. A tolerância representa a incerteza do valor real do resistor em relação ao valor nominal. Uma tolerância de 5% para um resistor de 100 Ω significa que o valor real do resistor pode estar em qualquer lugar entre 95 Ω e 105 Ω. Figura 3.3 - Ordem de leitura e significado de cada faixa para resistores comuns (quatro faixas) e para resistores de precisão (cinco faixas). Fonte: Tabela de Resistores - Leitura de Resistores 4, 5 e 6 Bandas - Faixa - Cores - FVML Acesso 14 de out. 2022. Existem também resistores com seis faixas que são lidas como os que tem cinco faixas, sendo a sexta faixa indicativa do coeficiente de temperatura. O coeficiente de temperatura representa a variação da resistência em partes por milhão (PPM) por grau Celsius.
Os resistores comerciais não são fabricados com qualquer valor numérico de resistência. Os resistores com 10% de tolerância só são fabricados com valores (em Ω) iguais ou múltiplos de 10 da série abaixo: 1,00 1,20 1,50 1,80 2,20 2,70 3,30 3,90 4,70 5,60 6,80 8, Os resistores com 5% de tolerância só são fabricados com valores (em Ω) iguais ou múltiplos de 10 da série: 1,00 1,10 1,20 1,30 1,50 1,60 1,80 2,00 2,20 2,40 2,70 3,00 3,30 3,60 3,90 4, 4,70 5,10 5,60 6,20 6,80 7,50 8,20 9, Os resistores com 2% de tolerância só são fabricados com valores (em Ω) iguais ou múltiplos de 10 da série: 1,00 1,05 1,10 1,15 1,21 1,27 1,33 1,40 1,47 1,54 1,62 1,69 1,78 1,87 1,96 2, 2,15 2,26 2,37 2,49 2,61 2,74 2,87 3,01 3,16 3,32 3,48 3,65 3,83 4,02 4,22 4, 4,64 4,87 5,11 5,36 5,62 5,90 6,19 6,49 6,81 7,15 7,50 7,87 8,25 8,66 9,09 9, Os resistores com 1% de tolerância só são fabricados com valores (em Ω) iguais ou múltiplos de 10 da série: 1,00 1,02 1,05 1,07 1,10 1,13 1,15 1,18 1,21 1,24 1,27 1,30 1,33 1,37 1,40 1,43 1,47 1, 1,54 1,58 1,62 1,65 1,69 1,74 1,78 1,82 1,87 1,91 1,93 1,96 2,00 2,03 2,05 2,10 2,15 2, 2,26 2,32 2,37 2,43 2,49 2,55 2,61 2,67 2,74 2,80 2,87 2,94 3,01 3,09 3,16 3,24 3,32 3, 3,48 3,57 3,65 3,74 3,83 3,92 4,02 4,12 4,22 4,32 4,42 4,53 4,64 4,75 4,87 4,99 5,11 5, 5,36 5,49 5,62 5,76 5,90 6,04 6,19 6,34 6,49 6,65 6,81 6,98 7,15 7,32 7,50 7,68 7,87 8, 8,25 8,45 8,66 8,87 9,09 9,31 9,53 9, Tabela 3.1 - Código de Cores. Fonte: TecEng: Tabela de cores para resistor Acesso dia 14 de out. de 2022.
Quando os resistores convertem energia elétrica em calor, eles aquecem à medida que conduzem a corrente. Uma especificação importante dos resistores é sua dissipação máxima de potência, além da qual eles podem ser danificados (queimados). A potência máxima é função do tamanho físico do resistor, Figura 3.7, fornecido pelo manual do fabricante. Os resistores são normalmente classificados para 1/16 W, 1/8 W, 1/4 W, 1/2 W, 1 W, 2 W (não mostrado na Figura 3.7), 3 W ou mais. Nem todos os corpos de resistores são codificados por cores. Resistores com potência superior a 3W terão o valor da potência gravado em você. Nem sempre os os resistores trazem o código de cores pintado em seu corpo. Os resistores que têm potências maiores do que 3W trazem o valor da potência gravado em seu corpo. Figura 3.7 - Representação do tamanho dos resistores e suas potências de dissipação máxima. Fonte: Como achar a potência (Watts) de um resistor? - Eletrônica - Clube do Hardware Acesso dia 18 de out. 2022. CÁLCULO DOS LIMITES DE TENSÃO E CORRENTE SUPORTADAS POR UM RESISTOR. A potência P dissipada por um resistor pode ser calculada em função da tensão U e da corrente i; em função da tensão e resistência, R; ou em função da resistência e corrente. P = Ui
2 P = R𝑖 2 Portanto, um resistor de 2 kΩ de 1/8 W pode suportar uma tensão máxima de 15,8 V, que corresponde a uma corrente máxima de 7,9 mA, e um resistor de 2 kΩ de 1/2 W pode suportar uma tensão máxima de 31,6 V, que corresponde a uma corrente máxima de 15,8 mA. O OHMÍMETRO Um instrumento usado para medir a resistência diretamente é chamado de ohmímetro. Normalmente, um homímetro é associado a um voltímetro e um amperímetro para formar um único instrumento chamado multímetro.
Figura 3.8 - Multímetro digital Minipa ET-1005. Fonte: elaborada pelo autor. Na prática realizada, usamos um multímetro digital com um ohmímetro variando de 200 Ω a 2 MΩ, conforme mostrado na Figura 3.8. A escala de 200 Ω deve ser usada para medir resistências até 200 Ω. A escala de 2 kΩ deve ser usada para medir resistências entre 200 Ω e 2 k Ω, e assim por diante.
4. PROCEDIMENTO Iniciamos a prática verificando o ohmímetro e nos foi fornecido as escalas que seria utilizada: 2M Ω, 200k Ω, 20k Ω, 2k Ω e 200 Ω. Logo após, foi a Identificação do Valor da Resistência pelo Código de Cores, que identificamos as cores das faixas de cada resistor e anotamos de acordo com a ordem em que devem ser lidas. Figura 4.1. e determinamos o valor nominal e a tolerância de cada resistor, demonstrada na tabela 4.1. Figura 4.1 - Resistores (placa com 7 resistores); Fonte: elaborada pelo autor.
Fonte: produzido pelo autor do “Roteiro - prática 09” disponível pelo classroom turma
Acesso 18 de out. de 2022. A resistência elétrica equivalente de uma associação em série, RE , é igual a soma das resistências elétricas dos resistores associados: RE = R1 + R2 + R3 + … Numa associação de resistores em paralelo, os terminais de entrada de todos os resistores devem ser ligados a um mesmo ponto A, e os terminais de saída de todos os Resistores devem ser ligados a um mesmo ponto B, como mostra a Figura 4.3. Figura 4.3 - Resistores em paralelo. Fonte: produzido pelo autor do “Roteiro - prática 09” disponível pelo classroom turma 29. Acesso 18 de out. de 2022. Sabendo disso, identificamos os resistores fornecidos (montados em base de madeira) pelo valor nominal e medimos com o homímetro as resistências correspondentes. Anotamos os resultados na Tabela 4.3. Tabela 4.3 - Identificação dos resistores fornecidos. RNOMINAL ( Ω) RMEDIDO ( Ω) 1 Ωk 0,995k 1 Ωk (^) 0,998k 1 Ωk 0,997k 3,3Ω 3,29k 3,3Ω (^) 3,24k Após, associamos três resistores de 1000 Ω em série e medimos a resistência equivalente, que o valor foi: 2,98kΩ repetimos o mesmo procedimento, porém os três resistores de 1000 Ωem paralelo , valor foi: 0,32k Ω. E associamos três resistores em uma associação mista , conforme a Figura 4.4, sendo R 1 = R 3 = 1000 Ω e R 2 = 3300 Ω e medimos a resistência equivalente, valor foi 1,75k Ω.
Figura 4.4 - Associação mista de resistores. Fonte: produzido pelo autor do “Roteiro - prática 09” disponível pelo classroom turma 29. Acesso 18 de out. de 2022. Relacionamos um resistor de 1000 Ω a um de 3300 Ω em série e também medimos a resistência equivalente. Sempre observando que a resistência equivalente é maior do que a maior resistência da associação, valor foi: 4,24k Ω. Realizamos o mesmo procedimento, porém em associação em paralelo e o valor foi:0,75k Ω. No procedimento Potenciômetro identificamos que o mesmo consiste basicamente em uma película de carbono, ou um fio que percorrido por um cursor móvel, altera o valor da resistência entre seus terminais. A Figura 4.5 mostra um potenciômetro e sua estrutura interna. Comercialmente, os potenciômetros são especificados pelo valor nominal da resistência máxima, impresso em seu corpo. Obtivemos o valor nominal do potenciômetro fornecido. R = 10kΩ Figura 4.5 - Potenciômetro e sua estrutura interna. Fonte: produzido pelo autor do “Roteiro - prática 09” disponível pelo classroom turma 29. Acesso 18 de out. de 2022. Ajustamos a resistência do potenciômetro variando a posição do cursor de modo a obter os valores indicados na Tabela 4.4. Medimos a resistência complementar em cada caso e fizemos a soma para obter a resistência total. Tabela 4.4 - Medidas das resistências nos terminais de um potenciômetro. Resistência entre os terminais A e B, R AB ( Ω) Resistência entre os terminais B e C, RBC ( Ω) Soma das Resistências RAB + RBC ( Ω) 3k 7,41k 10,41Ω 5,43k 5k(5,02k) 10,43Ω 7k(6,98k) 3,44k 10,44Ω 1,26k 9k(9,02) 10,28Ω
Figura 4.6 - Circuito com LED. Fonte: produzido pelo autor do “Roteiro - prática 09” disponível pelo classroom turma 29. Acesso 18 de out. de 2022. Figura 4.7 - Circuito com LED montado pela nossa equipe. Fonte: elaborada pelo autor.
1- Um resistor, R1, apresenta as seguintes faixas: Laranja, Verde, Violeta, Marrom e Marrom. Qual o valor nominal da resistência? E qual a tolerância? r:R1 → Valor nominal da resistência: 35710¹ = 3,57 kΩ Tolerância: +- 1% 2- Quais as cores das faixas indicativas do valor nominal de um resistor de 6,19 Ω e 2 % de tolerância. r: Azul (6), marrom (1), branco (9), prata (x0,01), vermelho (+-2%). 3- Que é tolerância de um resistor? R: A tolerância significa a variação máxima, para baixo ou para cima do valor nominal, a qual o resistor é capaz de suportar. 4- Um resistor de 2,40 kΩ tem uma tolerância de 5 %. Qual o valor mínimo esperado para o valor da resistência do mesmo? E qual o valor máximo? r: Min: 2,40 kΩ - (0,05x2,4 kΩ) = 0,12kΩ Max: 3,3 kΩ + (0,05x3,3 kΩ) = 3,61 kΩ 5- Dois resistores têm valores 500 Ω e 1,00 kΩ respectivamente com tolerâncias de 2 %. Qual a tolerância da associação em série? r: Min: 500 Ω - (0,05x500 kΩ) = 495kΩ Max: 500Ω + (0,05x500 kΩ) = 505 kΩ Min: 1,00Ω - (0,05x1,00 kΩ) = 0,5kΩ Max: 1,00Ω + (0,05x1,00 kΩ) = 1,5kΩ em série: min 495 Ω+ 0,5=495, max:500 Ω+1,5 Ω=501, 6- Determine teoricamente qual a resistência equivalente à associação em paralelo de 3 resistores iguais de resistência R = 1000 Ω e compare a previsão teórica com o resultado experimental desta prática. Comente os resultados. r: Resistência em série = R1 + R2... + RN, dado que os resistores são iguais podemos determinar que Resistência em série = Rn; n=3*R=1000 = 3kΩ Com base nos resultados da prática, comprovamos que isso é verdade ao associar 3 resistores de 1k em série. 7- Calcule o valor da resistência que deve ser associada em série a um LED, como na Figura
Concluímos portanto, aplicamos o conceito de resistores nesta prática. Aprendemos a calcular sua resistência e usamos uma tabela de cores para observar as propriedades de vários resistores, como poder conhecer suas tolerâncias específicas. Também processamos associações em paralelo, serial e híbrida, todas com resultados práticos com margem de erro de até 5% devido a falhas em relação aos resultados teóricos.
OIOLA DIAS, Nildo. PRÁTICA 9: RESISTORES E OHMÍMETRO. In: RESISTORES E OHMÍMETRO. Google Classroom - Turma 29, 5 out. 2022. Disponível em: https://classroom.google.com/c/NDgwNjc1Mjc4MTI0. Acesso em: 14 out. 2022. HELERBROCK, Rafael. Resistores: o que são, tipos, função, associação. Mundo Educação. Disponível em: . Acesso em: 18 out. 2022. FVML. Fvml.com.br. Disponível em: . Acesso em: 18 out.
NASCIMENTO, Kirna. Tabela de cores para resistor. Blogspot.com. Disponível em: . Acesso em: 18 out. 2022. Google.com. Disponível em: . Acesso em: 18 out. 2022. PAN, Priapo. Como achar a potência (Watts) de um resistor? Clube do Hardware. Disponível em: . Acesso em: 18 out. 2022.
