Como calcular a corrente elétrica total (com imagens)

Nesta parte 02 do tutorial sobre uso de um multímetro, vamos mostrar como proceder para medir corrente elétrica em um circuito simples. Na parte 01 do tutorial, apresentamos o multímetro e mostramos como medir tensão e resistência elétricas.

A medição de corrente elétrica com o multímetro deve ser realizada colocando-se o aparelho em série com o ramo do circuito que desejamos medir, pois a corrente deve atravessá-lo para que possa ser mensurada. Esse procedimento é diverso da medição de tensão elétrica, na qual colocamos as pontas de provas entre os dois pontos cuja diferença de potencial queríamos medir.

Vamos usar o circuito a seguir em nossos exemplos:

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

Temos uma fonte de tensão elétrica de 9V (uma bateria) e três resistores conectados a ela, sendo R1 e R2 resistores de 100 Ω, e R3 um resistor de 10 KΩ. R1 e R3 estão em série, assim como R1 e R2, e R2 e R3 estão em paralelo entre si.

Vamos às medidas. Primeiramente vamos determinar qual escala do multímetro usar. Para isso, vamos determinar a corrente total neste circuito, usando a Lei de Ohm. Primeiramente vamos calcular a resistência equivalente do circuito, que é dada por:

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

Com o valor de resistência equivalente de 199Ω, vamos agora calcular a corrente total que passa pelo circuito:

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

Sabemos agora que a corrente total no circuito é de 45 mA. Podemos então selecionar a escala mais adequada de medição no multímetro, que no caso é a escala de 200 mA, corrente contínua.

Claro que nem sempre será possível efetuar os cálculos de corrente como fizemos neste exemplo, pois os circuitos podem ser muito complexos ou os valores dos resistores podem estar ilegíveis, sem contar que podem haver outros tipos de componentes conectados, como capacitores, indutores, integrados, etc.; Na dúvida, sempre comece medindo pela escala mais alta.

Observação: a potência total dissipada pelo circuito é de P = U x I = 9 V x 0,045 A = 0,405 W. Portanto, procure usar resistores que suportem esse valor de potência (ao menos em R1, por onde a corrente total irá circular), como por exemplo 0,5 W, sob risco de queimá-los.

Veja o circuito montado em uma breadboard na figura abaixo:

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

Vamos às medições de corrente. Primeiramente, ajustaremos a escala do multímetro e plugaremos a ponta de prova no borne correto, onde se lê “mA B”:

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

Medindo Corrente Elétrica: Escala do multímetro

Medição #01: Corrente que passa por R1

Para medir a corrente que atravessa R1, vamos desconectar um de seus terminais do circuito e então colocá-lo em série com o multímetro (função de amperímetro, A), como mostra a ilustração a seguir:

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

Veja a corrente que foi medida no multímetro:

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

O multímetro nos mostra o valor de 45,5 mA, muito próximo do valor calculado da corrente total, que foi de 45 mA.

Essa pequena diferença se deve às tolerâncias dos resistores e às resistências dos fios (que não foram consideradas no cálculo), além da precisão do multímetro.

Esperávamos esse valor, pois toda corrente atravessa esse resistor, que está ligado diretamente à fonte de alimentação do circuito.

Medição #02: Corrente que passa por R2

Agora vamos medir a corrente que passa pelo resistor R2. Conectamos de volta R1 e desconectamos um dos terminais de R2 para efetuar a medição.

Esperamos obter um valor de corrente menor do que o que foi medido em R1, pois a corrente se divide entre os dois ramos do circuito, onde estão R2 e R3 respectivamente.

Veja como deve ser feita a conexão no circuito para a medição:

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

Veja a corrente que foi medida no multímetro:

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

Agora o multímetro mostra o valor de 45,1 mA. Como sabemos, a corrente total é de 45,5 mA, portanto faltam 45,5 – 45,1 = 0,4 mA. Onde está essa corrente? Atravessando o resistor R3 provavelmente. É o que veremos agora:

Medição #03: Corrente que passa por R3

Vamos medir a corrente que atravessa o resistor R3, cuja resistência é de 10 KΩ. Reconectamos R2 e desconectamos um dos terminais de R3 para efetuar a medição, conforme ilustra o diagrama esquemático abaixo:

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

Veja a corrente que foi medida no multímetro:

Eis os 0,4 mA que faltavam. Essa corrente circulou pelo ramo do circuito onde está R3, mostrando que a corrente se divide ao encontrar resistores em paralelo. Estudaremos esse fenônemo com muito mais detalhes nas lições sobre Análise de Circuitos, Leis de Kirchhoff, Teorema de Thevenin, e outras.

É isso aí! Aprendemos a medir corrente com um multímetro nesta lição. Não se esqueça: para isso, você deve colocar o multímetro em série com o ramos do circuito cuja corrente deseja medir, frequentemente desconectando algum componente desse circuito. Na próxima aula sobre multímetros vamos aprender a medir o ganho de transístores. Até!

Anterior: Como funciona o multímetro – Medindo Tensão e Resistência Elétricas.

Associação de Resistores – Série, paralelo e mista

A associação de resistores ocorre quando dois ou mais resistores são ligados em conjunto.

Dessa forma, podemos obter valores de resistência diferentes, já que os resistores comerciais possuem valores de resistência definidos por tabela.

Assim, quando associamos resistores e eles são energizados, eles possuem diferentes tensões e correntes em diferentes pontos da associação, que podem ser descobertos por meio de análise de circuitos.

O objetivo desse artigo é mostrar o que é uma associação de resistores, como associar resistores em série e em paralelo e as aplicações em análise de circuitos.

O que é uma associação de resistores

Uma associação de resistores acontece quando ligamos vários resistores em conjunto para obter diferentes valores de resistência. A associação pode ser em série, quando os resistores são ligados de forma que só exista um caminho para a corrente elétrica fluir, ou em paralelo, de forma que os resistores proporcionam dois ou mais caminhos para a passagem de corrente elétrica.

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

Você consegue resolver esse desafio, um cubo de resistores?

Dessa forma, as associações resultam em valores de resistência equivalentes, que podem ser calculados analisando a forma como o circuito foi montado.

Assim, a associação de resistores pode também ser feita com impedâncias, quando são associados capacitores, indutores e resistores. Nesse caso, o cálculo da associação de resistores envolverá números complexos.

Associação de resistores em série

A associação de resistores em série ocorre quando ligamos os resistores um ao outro de forma que a corrente elétrica tenha somente um caminho para fluir. Assim, veja um exemplo de associação de resistores em série:

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

A resistência equivalente nesse circuito vai ser a soma da resistência de todos os resistores ligados em série.

Isso ocorre por que, quando temos uma ligação de resistores em série, a corrente só tem um caminho para seguir, passando pelos resistores. Assim, a cada resistor que ela passar, ela vai sofrer uma oposição a passagem de corrente maior, ou seja, a resistência vai aumentando.

  • Portanto, podemos dizer, que o valor da resistência equivalente vai ser a soma do valor dos resistores, ou seja:
  • Req = R1 + R2 + R3
  • E, caso você queira descobrir a corrente elétrica que flui nesse sistema, aplique a Lei de Ohm utilizando a resistência equivalente do circuito.

Associação de resistores em paralelo

A associação de resistores em paralelo ocorre quando ligamos os resistores de forma que cada um deles seja um caminho diferente para a corrente elétrica fluir. Assim, na imagem abaixo, temos resistores ligados em paralelo, sendo alimentados por uma fonte que gera uma tensão V.

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

A soma de i1 e i2 é igual a i.

Na associação em paralelo, corrente vai se dividir e passar entre os dois resistores, já que a corrente tem dois caminhos para passar. Logicamente, vamos ter uma resistência equivalente menor. O valor da resistência equivalente vai ser menor que o valor da resistência de qualquer um dos resistores no circuito.

Leia também:  Como a gar sua conta no whatsapp: 5 passos (com imagens)

Para calcular a resistência equivalente de uma associação de resistores em paralelo, utiliza-se a seguinte fórmula:

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

A tensão em cima de cada resistor é a mesma que a tensão no nó em que os une, porém, a corrente que vai passar por cada resistor é diferente. A soma de todas correntes passando pelos resistores deve ser igual a corrente total do sistema.

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

Isso quer dizer que, também é possível utilizar a seguinte equação para encontrar a resistência equivalente:

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

A corrente total em uma associação de resistores em paralelo pode ser calculada também pela Lei de Ohm, dividindo a tensão no sistema pela resistência equivalente.

Associação mista – Uma mistura de série e paralelo

Podemos também fazer associações de sistemas em série e em paralelo. Veja o exemplo abaixo:

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

Quando temos um circuito em que misturamos resistores em série e em paralelo, temos que separar eles para fazer o cálculo da resistência equivalente: calculamos a resistência equivalente dos resistores em paralelo, então vamos ter um circuito somente com resistores em série, somamos tudo e temos a resistência equivalente.

Transformação estrela triângulo ou Δ−Y

Eventualmente, pode se tornar um pouco difícil efetuar a análise em um circuito, dependendo da forma que os resistores estão conectados. Portanto, existem as transformações estrela triângulo, em que, a partir de um arranjo de resistores substitui-se por outro arranjo equivalente, que facilitará a análise do circuito.

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

Na esquerda temos um triângulo Δ e na direita uma estrela Y. Utilize essa imagem para saber quais resistores usar nas equações.

Para a transformação de triângulo em estrela Δ−Y temos as seguintes equações:

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

Assim como, para a transformação de estrela em triângulo Y-Δ, temos as seguintes equações:

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

Assim, é possível substituir uma associação de resistores em um circuito por outra mais simples de se calcular, possibilitando a solução do circuito elétrico. Essas transformações também podem ser feitas com impedâncias, em circuitos de corrente alternada, com indutores e capacitores.

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Associação de resistores

Em Resistores e Lei de Ohm analisamos as relações entre a diferença de potencial em um resistor e a corrente elétrica que flui por este, assim como as relações entre a potência, a d.d.p e a resistência do material. Lembremos essas relações:

$$$U = RiU = Ri$$$

$$$P_{ot} = Ui = Ri^2 = { U^2 over R}P_{ot} = Ui = Ri^2 = { U^2 over R}$$$

onde U representa a d.d.p, i a intensidade de corrente, R a resistência elétrica do elemento e Pot a potência associada a ele. 

Essas equações representam a relação entre a d.d.p e um único resistor conectado à essa fonte de tensão. Mas, normalmente, circuitos elétricos apresentam vários resistores conectados entre si através de uma rede.

Por exemplo, podemos pensar na rede elétrica de uma residência, onde várias lâmpadas podem ser ligadas ou desligadas. Chamamos de associação de resistores o arranjo entre vários resistores conectados entre si.

 

Em qualquer associação de resistores, denomina-se resistor equivalente o resistor que faria o “mesmo papel” que a associação.

Entende-se por resistência da associação a resistência do resistor equivalente.

Por exemplo, na figura abaixo, queremos encontrar um único resistor (figura 1) que seja percorrido pela mesma corrente elétrica que o circuito com vários resistores (figura 2).

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

Vários resistores estão associados em série quando são ligados um em seguida do outro, sem que existam bifurcações nos fios, como mostra a figura abaixo:

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)Resistores em série (Foto: Colégio Qi)

Nesse caso, a intensidade de corrente que flui pelos resistores é a mesma, pois não são criados nem destruídos portadores de carga elétrica no condutor. Com isso, teremos o seguinte:

$$$i_1 = i_2 = i_3 = ii_1 = i_2 = i_3 = i$$$

A diferença de potencial é uma grandeza associada à energia criada ou consumida por um elemento. Como a energia se conserva, sabemos que toda a energia gerada pelo gerador será consumida pelos resistores. Assim, a d.d.p nos terminais de uma associação de resistores em série é a soma das d.d.p dos terminais de cada resistor associado.

  • $$$U = U_1 + U_2 + U_3U = U_1 + U_2 + U_3$$$
  • Como a diferença de potencial em cada resistor pode ser calculada através da Lei de Ohm (U=R.i), a equação acima nos leva a:
  • $$$R_{eq}cdot i = R_1i_1 + R_2i_2 + R_3i_3R_{eq}cdot i = R_1i_1 + R_2i_2 + R_3i_3$$$
  • Usando a igualdade entre as correntes:
  • $$$R_{eq}cdot i = R_1i_1 + R_2i_2 + R_3i_3 = (R_1 + R_2 + R_3)iR_{eq}cdot i = R_1i_1 + R_2i_2 + R_3i_3 = (R_1 + R_2 + R_3)i$$$
  • Logo:
  • $$$R_{eq} = R_1 + R_2 + R_3R_{eq} = R_1 + R_2 + R_3$$$
  • A resistência equivalente de uma associação de resistores em série é a soma das resistências dos resistores associados.
  • Caso ParticularQuando são associados n resistores iguais de resistência R em série, podemos escrever, para a Req do resistor equivalente:
  • $$$R_{eq} = ncdot RR_{eq} = ncdot R$$$

Nesse caso, todos os resistores associados estarão submetidos a d.d.p iguais (U), de tal modo que a d.d.p (Utotal) na associação pode ser escrita:

$$$U_{total} = n cdot UU_{total} = n cdot U$$$

A associação em série costuma ser usada, por exemplo, na ligação de lâmpadas numa árvore de Natal. O inconveniente é que, se uma lâmpada for desligada ou queimar, o circuito é interrompido e todas as demais se apagam.

Vários resistores estão associados em paralelo quando são ligados pelos mesmos pontos, de modo a ficarem submetidos à mesma d.d.p.

A intensidade de corrente i do circuito principal divide-se entre os ramos dos resistores.

Usando a conservação da carga elétrica, podemos afirmar que a corrente que entra em uma bifurcação de fios, ponto que chamamos de nó, tem a mesma intensidade das correntes que saem do mesmo.

Logo, a intensidade de corrente em uma associação de resistores em paralelo é a soma das correntes nos resistores associados.

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

  1. Nesse caso, como a diferença de potencial é a mesma para todos os resistores, podemos escrever: 
  2. $$$U_{total} = U_1 = U_2 = U_3U_{total} = U_1 = U_2 = U_3$$$
  3. $$$R_{eq}i = R_1i_1 = R_2i_2 = R_3i_3R_{eq}i = R_1i_1 = R_2i_2 = R_3i_3$$$

Desta forma, podemos notar que a corrente que passa em um resistor é inversamente proporcional ao valor da resistência. Assim, quanto maior a resistência de um resistor, menor será a intensidade da corrente.

  • Considerando o fato de que a corrente  total é a soma das correntes individuais e pensando na Lei de Ohm:
  • $$$i = i_1 + i_2 + i_3i = i_1 + i_2 + i_3$$$
  • $$$U = R_1i_1 Rightarrow i_1 = {U over R_1}U = R_1i_1 Rightarrow i_1 = {U over R_1}$$$
  • $$$U = R_2i_2 Rightarrow i_2 = {U over R_2}U = R_2i_2 Rightarrow i_2 = {U over R_2}$$$
  • $$$U = R_3i_3 Rightarrow i_3 = {U over R_3}U = R_3i_3 Rightarrow i_3 = {U over R_3}$$$
  • Substituindo:
  • $$$frac UR_{eq} = {Uover R_1} + {Uover R_2} + {Uover R_3} Rightarrow frac 1R_{eq} = {1over R_1} + {1over R_2} + {1over R_3}frac UR_{eq} = {Uover R_1} + {Uover R_2} + {Uover R_3} Rightarrow frac 1R_{eq} = {1over R_1} + {1over R_2} + {1over R_3}$$$
  • Em uma associação de resistores em paralelo, o inverso da resistência equivalente da associação é igual à soma dos inversos das resistências associadas.
  • Casos Particulares1- Dois resistoresNo caso de dois resistores associados em paralelo:
  • $$$frac 1R_{eq} = {1over R_1} + {1over R_2} Rightarrow frac 1R_{eq} = {R_2 + R_1over R_1 R_2}frac 1R_{eq} = {1over R_1} + {1over R_2} Rightarrow frac 1R_{eq} = {R_2 + R_1over R_1 R_2}$$$
  • Portanto:
  • $$$R_{eq} = {R_2 + R_1over R_1 R_2}R_{eq} = {R_2 + R_1over R_1 R_2}$$$
  • 2- n resistores iguais a RSe tivermos n resistores iguais, de resistência R cada um, teremos:
  • $$$frac 1R_{eq} = {1over R} + {1over R} + cdots + {1over R} = ncdot {1over R} Rightarrowfrac 1R_{eq} = {1over R} + {1over R} + cdots + {1over R} = ncdot {1over R} Rightarrow$$$
  • $$$R_{eq} = {Rover n}R_{eq} = {Rover n}$$$
  • Nessa condição, todos os resistores associados serão percorridos por correntes iguais de intensidade i. 
Leia também:  Como calcular uma taxa interna de retorno no excel

Observação 1: Podemos combinar resistores de formas variadas, onde existam conjuntos de resistores em série e outros em paralelo. Chamamos esses arranjos de associações mistas.

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

Nesses casos, reduzimos primeiro as associações em paralelo a um único resistor, até obtermos uma associação em série.

Observação 2: Para um número qualquer de resistores, a Req máxima é obtida com todos os resistores em série e a Req mínima é obtida com todos os resistores em paralelo.  Como a potência dissipada é inversamente proporcional à resistência, teremos o seguinte:

Resistência  Potência 
 Máxima  SÉRIE PARALELO
 Mínima  PARALELO SÉRIE 

Curto-Circuito

Se, num circuito elétrico, os terminais de um resistor forem ligados por um fio condutor de resistência elétrica desprezível, a d.d.p nos terminais desse resistor torna-se nula. 

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

Nesse caso dizemos que o resistor em questão está em curto-circuito, não sendo atravessado por corrente elétrica. Havendo curto-circuito, toda corrente elétrica do circuito se desvia pelo condutor de resistência nula.

Para todos os efeitos práticos, é como se o resistor não estivesse associado no circuito.

Num novo esquema do circuito, podemos considerar os pontos ligados pelo condutor como sendo coincidentes, deixando de representar o resistor.

Associação de resistores em paralelo: saiba tudo sobre esse assunto!

Como funciona a associação de resistores em paralelo? Veja com o Stoodi!

A eletricidade é algo essencial em nossas vidas. Você só está lendo este texto porque seu computador está conectado à tomada ou porque seu celular foi carregado com eletricidade. Sendo assim, a associação de resistores em paralelo é algo importante a ser estudado.

Um dos motivos é que o circuito elétrico da nossa casa é em paralelo e o outro é que esse é um tema que pode cair nas questões do Enem. Então, acompanhe-nos para entender mais sobre os conceitos que envolvem o tema e suas fórmulas.

O que é a associação de resistores em paralelo?

A associação de resistores em paralelo ou o circuito em paralelo é composto por mais de um resistor, uma chave de liga/desliga, uma fonte (bateria, pilha, entre outros) e fios condutores que ligam todos os outros itens. O nome paralelo surge, pois os resistores são dispostos em paralelo e conectados em dois pontos.

Observe a imagem abaixo:

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

Esse é um exemplo de circuito em paralelo, pois as três lâmpadas estão em paralelo e conectadas ao ponto A e B.

Dessa forma, quando a corrente elétrica sai da bateria, ela passa por todas as lâmpadas. Porém, se uma delas queimar, a corrente não é interrompida nas outras duas lâmpadas.

Cada dispositivo opera independentemente se os outros estão ou não funcionando.

No nosso dia a dia, o circuito elétrico está presente na instalação elétrica das casas e apartamentos. Você pode perceber isso quando apaga a luz da sala e a televisão, conectada na tomada, não desliga. Ou seja, todas as tomadas e lâmpadas funcionam de maneira independente.

O que são resistores?

Os resistores são condutores em que a energia elétrica converte-se em energia térmica. Essa conversão ou dissipação é conhecida como efeito Joule. Ao colocá-los em um circuito elétrico, o objetivo é que eles limitem a corrente elétrica que passa pelo circuito.

O disjuntor é um exemplo em que os resistores são utilizados de forma exclusiva a limitar a corrente elétrica do circuito. Esse dispositivo é colocado em residências, atuando de forma que ele não deixa que haja uma sobrecarga de corrente e, assim, evita que aconteçam curto-circuitos e até incêndios.

Basicamente, um disjuntor é montado de forma a deixar passar por ele uma quantidade x de corrente elétrica. Se acaso, começar a passar mais corrente do que a determinada, ele desarma, ou seja, desliga o circuito elétrico.

Outros exemplos de resistores são as lâmpadas, chuveiro e aparelhos que são conectados à rede elétrica da casa, como TV, forno de micro-ondas, forno elétrico, entre outros.

Características da associação de resistores em paralelo

Assim como a associação de resistores em série, a em paralelo tem suas características. Veja!

  • a tensão é a mesma em cada dispositivo, isso porque eles estão conectados aos mesmos pontos, como vimos na primeira imagem;
  • considerando a lei de Ohm e que a tensão é a mesma para todos os dispositivos, a corrente é inversamente proporcional à resistência de cada linha onde se encontra um resistor;
  • a corrente total do circuito é igual à soma da corrente de cada dispositivo;
  • quanto mais resistores estiverem em um circuito, menor é a resistência total — isso nos diz que a resistência total do circuito é menor do que a resistência de qualquer resistor.

Como calcular resistores em paralelo

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

Considere que n resistores, com suas resistências (R), estão associados em paralelo. Há uma tensão (U – diferença de potencial) entre os dois pontos nos quais esses resistores estão conectados, que têm valor igual para todos eles. E pelos resistores está passando uma corrente elétrica (i). Isso nos diz que:

  • A corrente total é a soma da corrente que passa por cada resistor:
  • i = i1 + i2 + i3 + … + in
  • A resistência equivalente entre os dois pontos é:
  • 1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + … +1/Rn
  • Caso você tenha apenas dois resistores em paralelo, pode usar a seguinte fórmula:
  • Req = (R1 . R2)/(R1 + R2)
  • E sobre a tensão, já vimos que ela é igual em todos os resistores.
  • Em relação às unidades de cada uma das grandezas, segundo o Sistema Internacional de Unidades temos que:
  • i é dada em Ampère (A);
  • R é dada em Ohm (Ω);
  • U é dada em volt (V).

Vamos a um exemplo para entendermos melhor:

1. (UFSM-RS) Analise as afirmações a seguir, referentes a um circuito contendo três resistores de resistências diferentes, associados em paralelo e submetidos a uma certa diferença de potencial, verificando se são verdadeiras ou falsas.

  1. I – A resistência do resistor equivalente é menor do que a menor das resistências dos resistores do conjunto;
  2. II – A corrente elétrica é menor no resistor de maior resistência;
  3. III – A potência elétrica dissipada é maior no resistor de maior resistência;
  4. A sequência correta é:
  5. a) F, V, F
  6. b) V, V, F
  7. c) V, F, F
  8. d) F, F, V
  9. e) V, V, V
  10. Resolução:
  11. I – Verdadeiro.
  12. II – Verdadeiro.

III – Falso. A potência elétrica dissipada é maior no resistor que apresenta menor resistência.

Então, a alternativa certa é a B.

2. (PUC-RIO 2008) 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 é de:

  • 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.
  • Resolução:
  • Como o exercício só pede a resistência equivalente do circuito e ele é composto por mais de dois resistores, usaremos a seguinte fórmula:
  • 1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + … +1/Rn
  • 1/Req = 1/30 + 1/30 + 1/30
  • 1/Req = 3/30
  • 3Req = 30
  • Req = 30/3
  • Req = 10 Ω

Fórmulas da associação de resistores em paralelo

Abaixo seguem as fórmulas da associação de resistores em paralelo:

  • corrente total: i = i1 + i2 + i3 + … + in;
  • resistência equivalente: 1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + … +1/Rn;
  • resistência equivalente (circuito com apenas dois resistores): Req = (R1 . R2)/(R1 + R2);
  • lei de Ohm: U = R . i.

Associação de resistores mista

Como já falamos no decorrer do texto, além da associação de resistores em paralelo, há a associação em série. Ela é mais simples, sendo que os resistores ficam ligados um do lado do outro, como na imagem abaixo:

Leia também:  Como aprender robótica: 12 passos (com imagens)

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

Porém, na maioria dos casos, encontramos a associação de resistores mista, que consiste na junção do circuito em paralelo e em série. Dessa forma, para resolvê-la é preciso utilizar as fórmulas e conceitos das duas associações. Abaixo podemos ver um circuito misto:

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

Esse é um circuito que costuma aparecer mais nas questões do Enem e vestibulares. Então confira mais sobre o circuito com resistores em paralelo e em série neste post do blog.

Aproveite para assistir à videoaula sobre corrente elétrica e teste seus conhecimentos com a nossa lista sobre corrente, potência e resistores.

Corrente elétrica: o que é, tipos, fórmula, efeitos

A corrente elétrica é o movimento de cargas elétricas, como os elétrons, que acontece no interior de diferentes materiais, em razão da aplicação de uma diferença de potencial elétrico.

A corrente elétrica é a grandeza física que nos permite conhecer qual é a quantidade de carga que atravessa a secção transversal de um condutor a cada segundo.

De acordo com o sistema internacional de unidades, a carga elétrica é medida em A.s (amperes vezes segundos), tal unidade, por sua vez, é chamada de coulomb (C).

Veja também: Tudo sobre Eletrostática

Tipos de corrente elétrica

Existem dois tipos de corrente elétrica: corrente elétrica contínua e corrente elétrica alternada. Apesar de ambas tratarem-se de uma movimentação de cargas elétricas, são fundamentalmente diferentes.

A corrente elétrica contínua é aquela na qual os elétrons são forçados a deslocar-se em sentido único.

Isso não significa, entretanto, que todos os elétrons estejam movendo-se ordenadamente, pois na realidade o movimento das cargas elétricas é bastante caótico e lento.

Isso é resultado das diversas colisões sofridas dos elétrons com a rede cristalina dos condutores enquanto arrastados pela ação de um campo elétrico externo.

Veja também: Circuitos elétricos – o que são, elementos, tipos

Na corrente elétrica alternada, o sentido do movimento dos elétrons é periodicamente invertido devido à uma inversão na polaridade do potencial que é aplicado ao condutor.

Nesse tipo de corrente elétrica, os elétrons permanecem oscilando em torno da mesma posição, isso faz com que haja menos perdas de energia em razão do efeito Joule, transformação de energia elétrica em energia térmica.

No Brasil, a frequência de oscilação da corrente elétrica alternada é de 60 Hz, isto é, os elétrons no interior dos fios movem-se em vai e vem cerca de 60 vezes por segundo.

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Fórmula de corrente elétrica

  • A corrente elétrica pode ser calculada pela razão entre o módulo da carga elétrica que atravessa um condutor pelo intervalo de tempo. A fórmula mais simples que é utilizada para calcular a corrente elétrica está mostrada a seguir, confira:
  • i – corrente elétrica (A)
  • ΔQ – carga elétrica (C)
  • Δt – intervalo de tempo (s)

No caso dos metais condutores, nos quais a condução é realizada pela movimentação de elétrons, podemos calcular a corrente elétrica em função do número de elétrons que atravessam-nos a cada segundo. Para isso, é necessário lembrar da quantização da carga elétrica, essa propriedade da matéria informa que a quantidade de carga total armazenada em um corpo é dada por um múltiplo inteiro da carga fundamental (e = 1,6.10-19 C) presente nos prótons e nos elétrons.

  1. n – número de elétrons
  2. e – carga elétrica fundamental
  3. Se combinarmos as duas equações mostradas, podemos escrever a seguinte fórmula para a corrente elétrica:
  4. As fórmulas mostradas são úteis para a resolução da maior parte dos exercícios que envolvem a corrente elétrica, entretanto não são úteis para os casos em que a corrente elétrica é variável. Nesses casos, é comum que um gráfico, tal como o que é mostrado a seguir, seja fornecido, observe:

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens) Gráfico qualitativo de uma corrente elétrica variável.

O gráfico mostrado acima apresenta o módulo de uma corrente elétrica variável em função do tempo. Perceba que o módulo dessa corrente elétrica é decrescente. Nesses casos, é bastante útil calcular a área do gráfico, que corresponde à quantidade de carga conduzida durante esse intervalo de tempo.

Veja também: O que é campo elétrico?

Mapa Mental: Corrente Elétrica

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens)

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Sentido convencional e sentido real da corrente elétrica

O sentido real da corrente elétrica é aquele no qual os elétrons deslocam-se em direção ao potencial elétrico mais elevado (positivo), uma vez que a sua carga elétrica é negativa.

No entanto, por razões puramente arbitrárias, é possível assumir que os elétrons tenham cargas positivas e que eles desloquem-se em direção ao menor potencial elétrico, de modo a facilitar a compreensão e os cálculos relacionados à corrente elétrica.

Confira uma tabela que resume os conceitos de sentido real e sentido convencional:

Sentido real Elétrons com carga negativa movem-se em direção do potencial positivo
Sentido convencional Elétrons com carga positiva movem-se em direção ao potencial negativo

Corrente elétrica e potência

  • Quando a corrente elétrica atravessa materiais que apresentam resistência elétrica, um fenômeno chamado efeito Joule transforma parte da energia armazenada nos portadores de carga em calor.
  • Por meio do módulo da corrente elétrica, é possível calcular qual é a potência dissipada, ou seja, a quantidade de calor que é gerada a cada segundo, em virtude da passagem de uma corrente elétrica. Confira a seguir as principais fórmulas utilizadas para calcular a potência elétrica dissipada:
  • P – Potência (W)
  • R – Resistência elétrica (Ω)
  • i – corrente elétrica (A)
  • U – tensão elétrica ou potencial elétrico (V)

Acima, temos três maneiras possíveis de calcular a potência elétrica. Chamamos de U a queda de potencial ou tensão elétrica, estabelecida entre os terminais do condutor, já a resistência elétrica, R, mede a oposição oferecida por algum meio à passagem de corrente elétrica.

Efeitos da corrente elétrica

Como Calcular a Corrente Elétrica Total (com Imagens) Nas lâmpadas incandescentes observam-se os efeitos térmicos e luminosos da corrente elétrica.

A corrente elétrica é capaz de produzir diversos efeitos quando conduzida através dos corpos. Entre eles, podemos destacar:

  • Efeitos térmicos: quando a corrente elétrica atravessa algum meio que apresente resistência elétrica, as colisões entre os elétrons e os átomos do condutor fazem com que ocorra um grande aquecimento.
  • Efeito químicos: Algumas reações químicas podem ser induzidas ou até mesmo catalisadas quando ocorrem na presença de correntes elétricas.
  • Efeitos magnéticos: A passagem de corrente elétrica em condutores faz com que um campo magnético surja ao seu redor.
  • Efeitos fisiológicos: Quando a corrente elétrica passa através dos seres vivos, seus músculos podem sofrer contrações fortes. Alguns valores de corrente elétrica são potencialmente fatais.
  • Efeitos luminosos: A corrente elétrica pode gerar luz ao atravessar certos tipos de gases ionizados, como aqueles que são empregados nas lâmpadas fluorescentes, ou ainda nas lâmpadas de mercúrio.

Entre os efeitos citados acima, um deles é de grande importância para a nossa segurança, uma vez que os efeitos fisiológicos da corrente elétrica podem ser bastante severos nos seres humanos.

Confira uma tabela que relaciona a intensidade da corrente elétrica com as possíveis consequências de sua passagem pelo corpo humano:

Intensidade da corrente elétrica (A) Efeito fisiológico mais comum
0,001 a 0,01 Pequenos formigamentos;
0,01 a 0,1 Contrações musculares, dor, dificuldade respiratória, parada cardíaca;
0,1 a 0,2 Fibrilação ventricular;
0,2 a 1,0 Parada cardíaca e parada cardiorrespiratória;
1,0 a 10,0 Queimaduras graves, parada cardíaca e, possivelmente, morte

Por Me. Rafael Helerbrock

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