Compreender o papel da resistência em um circuito elétrico é o primeiro passo para entender como os circuitos podem alimentar vários dispositivos. Elementos resistivos impedem o fluxo de elétrons e, ao fazer isso, permitem que a energia elétrica seja convertida em outras formas.
Definição de resistência

Resistência elétrica resistência é uma medida de oposição a "the flow of electric current.", 3, [[Se você considerar os elétrons que fluem através de um fio como análogos aos mármores que rolam pela rampa, a resistência é o que aconteceria se fossem colocadas obstruções na rampa, fazendo com que o fluxo das mármores diminuísse à medida que transferem parte de sua energia para as obstruções. >

Outra analogia seria considerar o fluxo de água desacelerando ao passar por uma turbina em um gerador hidrelétrico, causando agitação à medida que a energia é transferida da água para a turbina.

A unidade SI de resistência é o ohm (Ω) onde 1 Ω \u003d kg⋅m ^{2⋅s −3⋅A −2.
Fórmula de resistência}

A resistência de um condutor pode ser calculado como:
R \u003d \\ frac {ρ L} {A}

onde ρ
é a resistividade do material (uma propriedade dependente de sua composição), L
é o comprimento do material e A
é a área da seção transversal.

A resistividade para diferentes materiais pode ser encontrada na tabela a seguir: https://www.physicsclassroom.com/class /circuitos /Lesso n-3 /Resistência

Valores adicionais de resistividade podem ser consultados em outras fontes.

Observe que a resistência diminui quando um fio tem uma área de seção transversal maior A. Isso ocorre porque o fio mais largo pode permitir a passagem de mais elétrons. A resistência aumenta à medida que o comprimento do fio aumenta porque o comprimento maior cria um caminho mais longo, cheio de resistividade, que deseja se opor ao fluxo de carga.
Resistores em um circuito elétrico

Todos os componentes do circuito têm uma certa quantidade de resistência; no entanto, existem elementos chamados especificamente resistores
, que geralmente são colocados em um circuito para ajustar o fluxo de corrente.

Esses resistores geralmente têm faixas coloridas que indicam sua resistência.

(insira um gráfico mostrando o código de cores e descreva como funciona)

Por exemplo, um resistor com faixas amarelas, violeta, marrom e prata teria um valor de 47 × 10 ^{1 \u003d 470 Ω com 10% de tolerância.
Resistência e lei de Ohm}

A lei de Ohm afirma que a tensão V
é diretamente proporcional à corrente I
onde a resistência R
é a constante de proporcionalidade. Como uma equação, isso é expresso como:
V \u003d IR

Como a diferença de potencial em um determinado circuito vem da fonte de alimentação, essa equação deixa claro que o uso de resistores diferentes pode ajustar diretamente a corrente em um circuito. Para uma tensão fixa, a alta resistência cria uma corrente mais baixa e a baixa resistência causa uma corrente mais alta.
Resistores não-ôhmicos

Um resistor não-ômico é um resistor cujo valor de resistência não permanece constante, mas varia de acordo com a corrente e a tensão.

Um resistor ôhmico, por outro lado, tem um valor de resistência constante. Em outras palavras, se você representasse graficamente V
vs. I para um resistor ôhmico, obteria um gráfico linear com uma inclinação igual à resistência R
.

Se você criou um gráfico semelhante para um resistor não-ôhmico, ele não seria linear. Isso não significa, no entanto, que o relacionamento V \u003d IR não se aplique mais; ainda faz. Significa apenas que R
não está mais fixo.

O que torna um resistor não-ôhmico é se o aumento da corrente através dele faz com que ele aqueça significativamente ou emita energia de alguma outra maneira. As lâmpadas são excelentes exemplos de resistores não ôhmicos. À medida que a tensão através de uma lâmpada aumenta, também aumenta a resistência da lâmpada (à medida que diminui a corrente convertendo energia elétrica em luz e calor). O gráfico de tensão versus corrente de uma lâmpada normalmente tem uma inclinação crescente como resultado.
Resistência efetiva dos resistores em série

Podemos usar a lei de Ohm para determinar a resistência efetiva dos resistores conectados em série. Ou seja, resistores conectados de ponta a ponta em uma linha.

Suponha que você tenha n
resistores, R _{1, R 2, ... R < sub> n
conectado em série a uma fonte de tensão V
. Como esses resistores estão conectados de ponta a ponta, criando um único loop, sabemos que a corrente que passa por cada um deles deve ser a mesma. Podemos então escrever uma expressão para a queda de tensão V i
através do i ^{resistor em termos de R i
e corrente I
:
V_1 \u003d IR_1 \\\\ V_2 \u003d IR_2 \\\\ ... \\\\ V_n \u003d IR_n}}

Agora, a queda total de tensão em todos os resistores do circuito deve somar a tensão total fornecida ao circuito:
V \u003d V_1 + V_2 + ... + V_n

A resistência efetiva do circuito deve satisfazer a equação V \u003d IR _{eff em que V
é a tensão da fonte de energia e I
é a corrente que flui da fonte de energia. Se substituirmos cada V i
pela expressão em termos de I
e R i
, e simplificar, obtemos:
V \u003d V_1 + V_2 + ... + V_n \u003d I (R_1 + R_2 + ... + R_n) \u003d IR_ {eff}}

Portanto:
R_ {eff} \u003d R_1 + R_2 + ... + R_n

Isso é legal e simples. A resistência efetiva dos resistores em série é apenas a soma das resistências individuais! O mesmo não é verdade, no entanto, para resistores em paralelo.
Resistência efetiva de resistores em paralelo

Resistores conectados em paralelo são resistores cujos lados direito todos se unem em um ponto do circuito e cuja resistência os lados esquerdo todos se unem em um segundo ponto no circuito.

Suponha que temos n
resistores conectados em paralelo a uma fonte de tensão V
. Como todos os resistores estão conectados da mesma forma aos pontos, diretamente conectados aos terminais de tensão, a tensão em cada resistor também é V
.

A corrente em cada resistor pode ser encontrada da lei de Ohm:
V \u003d IR \\ implica I \u003d V /R \\\\ \\ begin {alinhado} \\ text {So} &I_1 \u003d V /R_1 \\\\ &I_2 \u003d V /R_2 \\\\ &... \\\\ &I_n \u003d V /R_n \\ end {alinhado}

Qualquer que seja a resistência efetiva, ela deve satisfazer a equação V \u003d IR _{eff, ou equivalente I \u003d V /R eff, em que I
é a corrente que flui da fonte de energia.}

Como a corrente que vem da fonte de energia se ramifica à medida que entra nos resistores e volta a se unir novamente, sabemos que:
I \u003d I_1 + I_2 + ... + I_n

Substituindo nossas expressões por I _{i
obtemos:
I \u003d V /R_1 + V /R_2 + ... + V /R_n \u003d V (1 /R_1 + 1 /R_2 + ... + 1 /R_n) \u003d V /R_ {eff}}

Portanto, obtemos o relacionamento:
1 /R_ {eff} \u003d 1 /R_1 + 1 /R_2 + ... + 1 /R_n \\\\ \\ text {ou} \\\\ R_ {eff} \u003d (1 /R_1 + 1 /R_2 + ... + 1 /R_n) ^ {- 1}

Uma coisa a observar ab A partir dessa relação, uma vez que você começa a adicionar resistores em série, a resistência efetiva se torna menor que qualquer resistor. Isso ocorre porque, ao adicioná-los em paralelo, você está dando à atual mais caminhos pelos quais fluir. Isso é semelhante ao que acontece quando ampliamos a área de seção transversal na fórmula da resistência em termos de resistividade.
Potência e resistência

A potência dissipada em um elemento do circuito é dada por P \u003d IV, onde < em> I
é a corrente através do elemento e V
é a queda potencial através dele.

Usando a lei de Ohm, podemos derivar dois relacionamentos adicionais. Primeiro, substituindo V
por IR
, obtemos:
P \u003d I (IR) \u003d I ^ 2R

E segundo, substituindo I
com V /R - obtemos:
P \u003d V /R (V) \u003d V ^ 2 /R Exemplos

Exemplo 1: Se você colocasse 220 Ω, Resistores de 100 Ω e 470 Ω em série, qual deve ser a resistência efetiva?

Em série, as resistências simplesmente adicionam, de modo que a resistência efetiva seria:
R_ {eff} \u003d 220 + 100 + 470 \u003d 790 \\ text {} \\ Omega

Exemplo 2: Qual seria a resistência efetiva do mesmo conjunto de resistores em paralelo?

Aqui usamos a fórmula da resistência paralela:
R_ {eff } \u003d (1/220 + 1/100 + 1/470) ^ {- 1} \u003d 60 \\ text {} \\ Omega

Exemplo 3: Qual seria a resistência efetiva da seguinte disposição:

(insira uma imagem semelhante à que está na biblioteca de mídia)

Primeiro, temos que resolver as conexões. Como temos um resistor de 100 connected conectado a um resistor de 47 in em série, a resistência combinada desses dois se torna 147 Ω.

Mas esse 147 Ω é paralelo a 220 Ω, criando uma resistência combinada de (1 /147 + 1/220) ^{-1 \u003d 88 p.}

Finalmente, 88 Ω está em série com o resistor de 100 Ω, resultando em 100 + 88 \u003d 188 Ω.

Exemplo 4: Quanta energia é dissipada no conjunto de resistores no exemplo anterior quando conectado a uma fonte de 2 V?

Podemos usar o relacionamento P \u003d V ^{2 /R para obter P \u003d 4/188 \u003d 0,0213 watts.}