Que tensão elétrica e necessária para produzir uma corrente de 6 a, em um resistor de 70 ω

Tensão elétrica é a grandeza física que mede a diferença de potencial elétrico entre dois pontos, também chamada de ddp.

O instrumento utilizado para medir a tensão elétrica é o voltímetro e no Sistema Internacional (SI) a unidade de medida é o volt, cujo símbolo é V.

Embora muitos chamem essa grandeza de voltagem, devido ao seu descobridor, o físico italiano Alessandro Volta (1745-1827), o termo correto é tensão elétrica.

Através da tensão elétrica é possível explicar o movimento das cargas e geração da corrente elétrica, devido ao trabalho realizado pela força elétrica.

Fórmula de tensão elétrica

O potencial elétrico (U) é dado pela razão entre a energia potencial em um ponto (Ep) e o valor da carga (q).

A unidade do potencial no SI é o volt, que representa a energia de 1 Joule fornecida a uma carga de 1 Coulomb, inserida em determinado ponto.

Quando a carga é deslocada do ponto A ao ponto B, a força elétrica realiza um trabalho para mudá-la de posição e, por isso, ocorre uma diferença de potencial elétrico (U).

O cálculo da tensão elétrica pode ser feito utilizando o trabalho realizado (T) e a carga que o recebe (q).

Exemplo
Quando uma força elétrica realiza um trabalho de 6.10–4 J para que do ponto x ao ponto y, em um campo elétrico, seja deslocada uma carga puntiforme de 3.10–5 C, qual a tensão elétrica entre esses dois pontos?

Solução:

Veja também Diferença de potencial.

Cálculo da ddp com a Lei de Ohm

Os elementos de um circuito são ligados por fios condutores, onde passa a corrente elétrica. A lei de Ohm relaciona as grandezas tensão elétrica, corrente elétrica e resistência elétrica de um circuito.

A tensão elétrica é a fonte que alimenta o circuito, sendo assim, essa grandeza pode ser calculada da seguinte fórmula:

Onde,
U é a tensão elétrica, cuja unidade é o volt (V);
I é a corrente elétrica, cuja unidade é o ampère (A);
R é a resistência elétrica, cuja unidade é volt/ampère ou ohm ().

Outra maneira de realizar o cálculo da ddp é através da potência elétrica (P), cuja unidade no SI é o watt (W). A potência (P) de um aparelho é quantidade de energia elétrica consumida por unidade de tempo.

O que é tensão elétrica em um circuito?

Observe a seguir o esquema básico de um circuito.

Os geradores de tensão elétrica (U), como bateria e pilha, são instrumentos capazes de transformar a energia química em energia elétrica e manter uma diferença de potencial entre seus terminais.

Essa diferença de potencial é importante para ocorrer o fluxo de cargas no circuito do ponto carregado ao ponto sem carga até que a tensão elétrica se iguale.

A diferença de potencial em um circuito pode ser medida, por exemplo, colocando as ponteiras do voltímetro nos terminais do resistor do circuito (R), que controla a intensidade de corrente (I) no condutor.

Veja também Corrente elétrica.

Exercícios sobre tensão elétrica

Exercício 1

Uma força elétrica produz um trabalho ao deslocar uma carga elétrica de entre dois pontos que apresentam uma diferença de potencial igual a 80 V. Determine em Joules a energia necessária que esta força mova esta partícula, nestas condições.

Ver Resposta

Resposta: 128 J

A tensão, diferença de potencial entre dois pontos do campo elétrico, é determinado pela divisão entre o trabalho e a carga.

Como o trabalho mede a quantidade de energia, o isolamos na fórmula e calculamos.

Exercício 2

Um resistor que possui resistência de 10 ohms é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade de 7 ampères. Um voltímetro foi figado entre seus terminais marca qual tensão

Ver Resposta

Resposta: 70 V

Aplicando a 1ª lei de Ohm obtemos:

Professor de Matemática licenciado e pós-graduado em Ensino da Matemática e Física (Fundamental II e Médio), com formação em Magistério (Fundamental I). Engenheiro Mecânico pela UERJ, produtor e revisor de conteúdos educacionais.

Resistores são dispositivos capazes de transformar a energia elétrica em energia térmica por meio do efeito Joule. Os elétrons da corrente elétrica, que passam através do resistor, colidem com os seus átomos, produzindo um aumento de sua agitação térmica, consequentemente, o resistor emite energia em forma de calor para as suas vizinhanças.

Quando os elétrons da corrente elétrica passam através do resistor, eles perdem parte de sua energia, transferindo-a para os átomos da rede cristalina do material. Nesse processo, dizemos que a tensão elétrica, medida em Volts (V) e a corrente elétrica, medida em Ampere (A), sofre uma diminuição em seu módulo que é proporcional à resistência elétrica do material que compõe o resistor.

Associação de resistores

Como os resistores são utilizados para muitas aplicações diferentes, eles são produzidos em diversos módulos de resistência elétrica, no entanto, é provável não encontrar um resistor com uma resistência específica, nesse caso, podemos realizar diferentes associações entre resistores. Quando associamos dois ou mais resistores, a resistência do conjunto torna-se diferente das resistências individuais de cada resistor.

De acordo com a forma de associação que adotamos, é possível aumentarmos ou diminuirmos grandemente o valor da resistência equivalente de um circuito. Confira algumas formas de associação de resistores:

Veja também: Aprenda a ler a resistência de um resistor a partir de suas cores

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Associação de resistores em série

A associação de resistores em série é feita quando conectamos os resistores no mesmo ramo (fio) de um circuito. Quando ligados em série, todos os resistores são atravessados pela mesma corrente elétrica. A figura abaixo traz um esquema de como seriam três resistores (R1, R2 e R3) associados em série, confira:

Para determinarmos a resistência equivalente dessa associação de resistores, aplicaremos sobre eles a 1ª lei de Ohm. Tal lei nos informa que a queda de tensão elétrica total no circuito (UT), medida em volts (V), é dada pela soma das quedas de tensão individuais (U1, U2 e U3), provocadas pelas resistências de cada um dos resistores (R1, R2 e R3).

Essas quedas de tensão individuais são dadas pelo produto da resistência elétrica (R), medida em ohms (Ω) pela corrente elétrica (i) que atravessa cada resistor, medida em ampere (A):

Na resistência equivalente de resistores associados em série, somamos as resistências individuais.

Uma lei mais geral pode ser escrita como um somatório de todos os n resistores que estejam ligados em série no mesmo ramo do circuito:

Com base nessa lei mostrada, podemos perceber que a associação acima sempre aumenta o módulo da resistência elétrica de um circuito.

Associação de resistores em paralelo

A associação de resistores em paralelo é feita quando dois ou mais resistores são colocados em ramos diferentes de um circuito, delimitados por dois nós consecutivos.

Quando os resistores são associados em paralelo, todos os resistores da associação ficam ligados ao mesmo potencial elétrico.

Veja também: Entenda as propriedades dos circuitos elétricos

Esse tipo de associação é utilizado nas instalações elétricas residenciais, onde é necessário que todos os aparelhos elétricos operem sob a mesma tensão elétrica, por exemplo. No entanto, quanto maior for o número de aparelhos ligados em série, menor deverá ser a corrente que atravessa cada um.

Uma vez que a tensão elétrica é igual para todos os resistores associados em paralelo, as correntes elétricas em cada resistores são diferentes (caso suas resistências sejam diferentes). Dessa forma, a corrente elétrica total (iT) é dada pela soma das correntes elétricas que atravessam cada um dos resistores (i1, i2 e i3), podemos determinar a resistência equivalente da associação de forma similar à que fizemos para os resistores em série - aplicando a 1ª lei de ohm, observe:

Podemos escrever uma lei mais geral, capaz de calcular a resistência equivalente de n resistores associados em paralelo, observe:

No caso particular em que haja apenas dois resistores ligados em paralelo, também podemos utilizar uma fórmula um pouco mais simples, dada pelo produto das resistências dividido pela sua soma:

Outro caso particular diz respeito à resistores idênticos ligados em paralelo. Nesse caso, podemos dividir a resistência individual pelo número de resistores:

Observando as fórmulas dadas acima, é possível notar que, na resistência em paralelo, a resistência equivalente sempre será menor que a menor das resistências individuais.

Veja também: Entenda a diferença entre resistores, receptores e geradores

Associação mista de resistores

A associação mista de resistores pode ser separada em associações em paralelo e em associações em série. Confira um exemplo de circuito formado por resistores em associação mista:

Na figura acima, os dois resistores do ramo superior estão ligados em série. O resistor equivalente à associação deles, por sua vez, está associado em paralelo com o resistor do ramo inferior.

Exercícios resolvidos sobre associação de resistores

1) Dois resistores, R1 e R2, de 0,5 Ω cada são ligados em série. Em paralelo com esses resistores, há um resistor (R3) de 0,25 Ω. Determine a resistência equivalente dessa associação de resistores.

Resolução:

Primeiramente, devemos calcular a resistência dos resistores que estão ligados em série. Para isso, basta que somemos as suas resistências individuais. Em seguida, fazemos o cálculo da resistência equivalente em paralelo com o resultado obtido e com a resistência de 0,25 Ω, observe:

2) Um circuito elétrico é formado 500 resistores de 1,5 kΩ de resistência ligados em paralelo. Determine a resistência elétrica equivalente desse circuito. (k = kilo - 10³)

Resolução:

Como todos os resistores em questão são idênticos e ligados em paralelo, podemos calcular a resistência equivalente do circuito simplesmente dividindo o valor da resistência individual pelo número de resistores:

Que tensão elétrica é necessária para produzir uma corrente de 6 a em um resistor de 70 92?

Que tensão elétrica é necessária para produzir uma corrente de 6 a em um resistor de 70 Ω calcule também a potência dissipada sobre o resistor?

Como calcular a tensão elétrica em um resistor?

Que tensão elétrica é necessária para produzir?