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Existem duas formas de se conectar componentes elétricos: circuito em série (onde um componente é conectado após o outro) e circuito paralelo (onde os componentes são conectados em ramificações paralelas). A forma como os resistores são conectados determina como eles contribuem com a resistência total do circuito.
Passos
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Identifique um circuito em série. Esse tipo de circuito funciona em um único loop, sem ramificações. Todos os resistores ou demais componentes são organizados em uma linha.
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Some os valores das resistências. Em um circuito em série, a resistência total equivale à soma de todas as resistências. [1] X Fonte de pesquisa A mesma corrente passa através de cada resistor, então cada um deles faz seu trabalho como esperado.
- Por exemplo, um circuito em série tem um resistor de 2 Ω (ohm), um de 5 Ω e um de 7 Ω. A resistência total do circuito é de 2 + 5 + 7 = 14 Ω.
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Comece com a corrente e a tensão. Caso não saiba os valores de cada resistência, você pode usar a Lei de Ohm: V = IR ou tensão = corrente x resistência. O primeiro passo é encontrar a corrente e a tensão total do circuito:
- A corrente de um circuito em série é a mesma em todos os pontos do circuito. [2] X Fonte de pesquisa Se você sabe o valor da corrente em algum ponto, é possível usá-lo nessa equação.
- A tensão total equivale ao total da fonte (a bateria). Ela não é igual à tensão de um componente. [3] X Fonte de pesquisa
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Substitua os valores na Lei de Ohm. Reorganize a fórmula V=IR para encontrar o valor da resistência: R = V / I (resistência = tensão / corrente). Substitua os valores encontrados nessa fórmula para calcular a resistência total.
- Por exemplo, um circuito em série é alimentado por uma bateria de 12 volts e sua corrente mede 8 amps. A resistência total do circuito deve ser R T = 12 volts / 8 amps = 1,5 ohms.
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Entenda o que é um circuito paralelo. Um circuito paralelo ramifica-se em diversos caminhos, mas ele se junta depois. A corrente flui através de cada ramificação do circuito.
- Caso o circuito tenha resistores no caminho principal (antes ou depois da área ramificada), ou se existem dois ou mais resistores em uma única ramificação, clique aqui .
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Calcule a resistência total de cada ramificação. Como cada resistor somente retarda a corrente que passa através de cada ramificação, ele tem um efeito pequeno na resistência total do circuito. A fórmula da resistência total R T é , onde R 1 é a resistência da primeira ramificação, R 2 é a resistência da segunda ramificação, e assim por diante até a última ramificação R n .
- Por exemplo, um circuito paralelo possui três ramificações, com resistências de 10 Ω, 2 Ω e 1 Ω.
Use a fórmula e calcule o valor de R T :
Multiplique ambos os lados por R T : 1 = 1,6R T
R T = 1 / 1,6 = 0,625 Ω.
- Por exemplo, um circuito paralelo possui três ramificações, com resistências de 10 Ω, 2 Ω e 1 Ω.
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Comece com a corrente total e a tensão. Caso não saiba os valores individuais das resistências, você vai precisar dos valores da corrente e da tensão:
- Em um circuito paralelo, a tensão de uma ramificação é a mesma que a tensão do circuito. [4] X Fonte de pesquisa Sendo assim, basta saber a tensão de uma ramificação. A tensão total também equivale à tensão da fonte de alimentação do circuito, como uma bateria.
- Em um circuito paralelo, a corrente pode ser diferente em cada ramificação. É preciso saber a corrente total , ou não vai ser possível calcular a resistência total.
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Use esses valores na Lei de Ohm. Se souber o valor a corrente e tensão total do circuito inteiro, você pode encontrar a resistência total usando a Lei de Ohm: R = V / I.
- Por exemplo, um circuito paralelo tem uma tensão de 9 volts e uma corrente total de 3 amps. A resistência total do circuito R T = 9 volts / 3 amps = 3 Ω.
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Fique atento às ramificações com resistência igual a zero. Se uma ramificação de um circuito paralelo não possuir resistência, toda a corrente vai fluir através dela. A resistência do circuito é de 0 Ω.
- Na prática, isso geralmente significa que o resistor falhou ou foi contornado (curto-circuito), e a alta corrente pode danificar as outras partes do circuito. [5] X Fonte de pesquisa
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Divida o circuito em seções de série e paralelo. Um circuito de combinação possui alguns componentes conectados em série (um depois do outro) e outros em paralelo (em diferentes ramificações). Procure áreas do seu diagrama que sejam simplificadas em uma seção única em série ou paralelo. Circule cada uma delas para ajudá-lo a não perder as contas.
- Por exemplo, um circuito tem um resistor de 1 Ω e outro de 1,5 Ω conectados em série. Depois do segundo resistor, o circuito é dividido em duas ramificações paralelas, uma com um resistor de 5 Ω e a outra com um resistor de 3 Ω.
Circule as duas ramificações paralelas para separá-las do resto do circuito.
- Por exemplo, um circuito tem um resistor de 1 Ω e outro de 1,5 Ω conectados em série. Depois do segundo resistor, o circuito é dividido em duas ramificações paralelas, uma com um resistor de 5 Ω e a outra com um resistor de 3 Ω.
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Encontre a resistência de cada seção paralela. Use a fórmula da resistência paralela para encontrar a resistência total de uma única seção paralela do circuito.
- O circuito do exemplo tem duas ramificações com resistências R 1
= 5 Ω e R 2
= 3 Ω.
Ω
- O circuito do exemplo tem duas ramificações com resistências R 1
= 5 Ω e R 2
= 3 Ω.
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Simplifique o diagrama. Após encontrar a resistência total da seção paralela, você pode riscá-la do diagrama. Trate a área como um único fio com resistência equivalente ao valor encontrado.
- No exemplo acima, você pode ignorar as duas ramificações e tratá-las como um resistor com resistência de 1,875Ω.
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Some o valor das resistências em série. Após substituir cada seção paralela com uma única resistência, o diagrama deverá formar um loop: um circuito em série. A resistência total de um circuito em série equivale à soma de todas as resistências individuais, então basta somá-las para obter a resposta.
- O diagrama simplificado tem um resistor de 1 Ω, um de 1,5 Ω e uma seção com 1,875 Ω que você acabou de calcular. Eles estão todos conectados em série, então Ω.
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Use a Lei de Ohm para encontrar os valores desconhecidos. Caso não saiba o valor da resistência de um componente do circuito, procure formas de calculá-lo. Se você sabe o valor da tensão (V) e da corrente (I) do componente, encontre a resistência usando a Lei de Ohm: R = V / I.Publicidade
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Aprenda a fórmula da potência. A potência é a taxa que o circuito consome energia e a taxa que fornece energia ao que está sendo alimentado pelo circuito (como uma lâmpada). [6] X Fonte de pesquisa A potência total de um circuito equivale ao produto da tensão total pela corrente total. A equação é a seguinte: P = VI. [7] X Fonte de pesquisa
- Lembre-se de que para calcular a resistência total, você precisa saber o valor da potência total do circuito. Não basta saber somente a potência que passa através de um componente.
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Calcule a resistência usando a potência e a corrente. Caso saibas esses dois valores, você pode usar duas fórmulas para calcular a resistência:
- P = VI (potência = tensão x corrente).
- A lei de Ohm afirma que V = IR.
- Substitua IR por V na primeira fórmula: P = (IR)I = I 2 R.
- Reorganize a fórmula para calcular a resistência: R = P / I 2 .
- Em um circuito em série, a corrente de um componente equivale à corrente total. Isso não vale em um circuito paralelo.
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Calcule a resistência usando a potência e a tensão. Se você somente sabe os valores da potência e da tensão, é possível usar uma abordagem parecida para calcular a resistência. Lembre-se de usar a tensão total do circuito ou a tensão da bateria que está alimentando o circuito:
- P = VI.
- Altere a Lei de Ohm para encontrar o I: I = V / R.
- Substitua V /R por I na fórmula da potência: P = V(V/R) = V 2 /R.
- Reorganize a fórmula para calcular a resistência: R = V 2 /P.
- Em um circuito paralelo, a tensão de uma ramificação é a mesma que a tensão total. Isso não vale para um circuito em série: a tensão de um componente não é o mesmo que a tensão total.
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Dicas
- A potência é medida em watts (W).
- A tensão é medida em volts (V).
- A corrente é medida em aperes (A) ou miliamperes (mA). 1 ma = A = 0,001 A.
- O valor da potência (P) usado nessas fórmulas refere-se à potência instantânea ou potência de um momento específico. Se o circuito usa uma potência CA, ela é alterada constantemente. A potência média de circuito CA é calculada pela fórmula P média = VIcosθ, onde cosθ é o fator da potência do circuito. [8] X Fonte de pesquisa hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/powfac.html#c1
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Referências
- ↑ http://www.bbc.co.uk/bitesize/higher/physics/elect/resistors/revision/1/
- ↑ http://www.bbc.co.uk/bitesize/higher/physics/elect/resistors/revision/1/
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/circuits/Lesson-4/Combination-Circuits
- ↑ https://www.swtc.edu/ag_power/electrical/lecture/parallel_circuits.htm
- ↑ http://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-5/component-failure-analysis/
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/Class/circuits/u9l2d.cfm
- ↑ http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/elepow.html
- ↑ hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/powfac.html#c1
- Allan H. Robbins, Wilhelm C. Miller, Circuit Analysis: Theory and Practice, 4th Edition, Thomson Delmar Learning.
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