Como calcular a tensão através de um resistor (com imagens)

2024 Autor: Jason Gerald | [email protected]. Última modificação: 2024-01-15 08:22

Antes de calcular a tensão em um resistor, você deve primeiro determinar o tipo de circuito (fio) usado. Se você precisar revisar os termos básicos ou precisar de ajuda para entender os circuitos elétricos, comece com a primeira seção. Caso contrário, vá diretamente para o tipo de circuito em que deseja trabalhar

Etapa

Parte 1 de 3: Compreendendo os circuitos elétricos

Etapa 1. Aprenda sobre corrente elétrica

Você pode usar a seguinte analogia: imagine que está colocando cereal em uma tigela. Cada grão de grão é um elétron, e o fluxo de grão na tigela é uma corrente elétrica. Quando você fala sobre eletricidade, você a explica dizendo quantos grãos de cereal fluem a cada segundo. Quando você fala sobre corrente elétrica, você a mede em unidades de ampère (amperes), que é um certo número de elétrons (que são valores muito grandes) que fluem a cada segundo.

Etapa 2. Saiba mais sobre carga elétrica

Os elétrons têm uma carga elétrica "negativa". Ou seja, os elétrons atraem (ou fluem em direção a) objetos carregados positivamente e repelem (ou fluem para longe de) objetos carregados negativamente. Todos os elétrons têm carga negativa, então eles sempre empurram outros elétrons e se espalham.

Etapa 3. Compreenda sobre a tensão

A tensão mede a diferença de carga elétrica entre dois pontos. Quanto maior a diferença, mais forte é a atração entre os dois pontos. Aqui está um exemplo de como usar uma bateria normal:

• Dentro da bateria, as reações químicas que ocorrem produzem um pool de elétrons. Esses elétrons vão para o pólo negativo da bateria, enquanto o pólo positivo permanece quase vazio. Eles são chamados de terminais positivos e negativos. Quanto mais tempo dura esse processo, maior é a tensão entre os dois pólos.
• Quando você conecta os fios entre os pólos positivo e negativo, os elétrons no pólo negativo agora têm para onde ir. Os elétrons no pólo negativo fluem em direção ao pólo positivo e produzem uma corrente elétrica. Quanto maior a voltagem, mais elétrons se movem para o pólo positivo a cada segundo.

Etapa 4. Aprenda sobre resistência

Um obstáculo é algo que bloqueia os elétrons. Quanto maior a resistência, mais difícil é a passagem dos elétrons. A resistência diminui a corrente elétrica porque o número de elétrons que passam a cada segundo diminui.

Os resistores podem ser qualquer coisa em um circuito elétrico que adiciona resistência. Você pode comprar “resistores” reais, mas em caso de problemas, os resistores geralmente são representados por lâmpadas ou qualquer coisa que tenha resistência

Etapa 5. Memorize a Lei de Ohm

Existe uma relação simples entre corrente, tensão e resistência elétrica. Escreva ou memorize a seguinte fórmula, pois você precisará dela para resolver problemas relacionados a circuitos elétricos:

• Corrente = tensão dividida pela resistência
• A fórmula pode ser escrita da seguinte forma: I = ^V / _R
• Pense no que acontecerá se V (tensão) ou R (resistência) no circuito aumentar. Está de acordo com a discussão acima?

Parte 2 de 3: Calculando a tensão através de um resistor (circuito em série)

Etapa 1. Compreender os circuitos em série

Os circuitos elétricos em série são muito fáceis de detectar. A forma tem a forma de uma alça de cabo com todos os componentes dispostos em uma fileira ao longo do cabo. Uma corrente elétrica flui por todo o fio e por cada resistor ou elemento que encontra.

• Corrente elétrica sempre o mesmo em todos os pontos do circuito.
• Ao calcular a tensão, a localização do resistor no circuito é irrelevante. Você pode pegar um resistor e movê-lo pelo circuito, e a voltagem em cada resistor permanece a mesma.
• Usaremos um exemplo de circuito elétrico com 3 resistores em série: R₁, R₂, e R₃. O circuito é alimentado por uma bateria de 12 volts. Encontraremos a tensão em cada resistor.

Etapa 2. Calcule a resistência total

Some todos os valores de resistência no circuito. O resultado é a resistência total do circuito em série.

Por exemplo, os três resistores R₁, R₂, e R₃ têm resistências de 2 (ohms), 3 e 5, respectivamente. Assim, a resistência total é 2 + 3 + 5 = 10 ohms.

Etapa 3. Encontre a corrente no circuito

Use a Lei de Ohm para encontrar o valor da corrente em um circuito elétrico inteiro. Lembre-se, em um circuito em série, a corrente é sempre a mesma em todos os pontos do circuito. Obtido o valor atual, podemos realizar todos os cálculos restantes.

A lei de Ohm afirma que a corrente I = ^V / _R. A tensão no circuito é de 12 volts e a resistência total do circuito é de 10 ohms. Insira esses números na fórmula para obter I = ¹² / ₁₀ = 1,2 amperes.

Etapa 4. Ajuste a Lei de Ohm para encontrar o valor da tensão

Use álgebra básica para encontrar o valor da tensão em vez da corrente:

• I = ^V / _R
• IR = ^VR / _R
• IR = V
• V = IR

Etapa 5. Calcule a tensão em cada resistor

Já sabemos o valor da resistência e da corrente. Agora, podemos fazer todos os cálculos. Insira os números na fórmula e conclua o cálculo. Aqui estão os cálculos para os três resistores do exemplo acima:

• Tensão em R₁ = V₁ = (1, 2A) (2Ω) = 2, 4 volts.
• Tensão em R₂ = V₂ = (1, 2A) (3Ω) = 3,6 volts.
• Tensão em R₃ = V₃ = (1, 2A) (5Ω) = 6 volts.

Etapa 6. Verifique suas respostas

Em um circuito em série, a soma de todas as respostas deve ser igual à tensão total. Some cada tensão calculada e verifique se ela corresponde à tensão total do circuito. Caso contrário, tente encontrar o erro em seus cálculos.

• De acordo com o exemplo acima, 2, 4 + 3, 6 + 6 = 12 volts, igual à tensão total no circuito elétrico.
• Se sua resposta estiver um pouco errada (digamos 11, 97 em vez de 12), é provável que você tenha arredondado os números enquanto trabalhava nas fórmulas. Não se preocupe, sua resposta não está errada.
• Lembre-se de que a voltagem mede a diferença de carga ou o número de elétrons. Imagine que você está contando os novos elétrons vistos enquanto viajam ao longo de um circuito elétrico. Se você calcular corretamente, saberá a mudança total nos elétrons do início ao fim.

Parte 3 de 3: Calculando a tensão através de um resistor (circuito paralelo)

Etapa 1. Aprenda sobre circuitos paralelos

Imagine um cabo conectado a um pólo da bateria e, em seguida, ramificado em dois fios separados. Esses dois fios são paralelos um ao outro e, em seguida, reconecte antes de conectar ao outro polo da bateria. Se o fio da esquerda estiver conectado a um resistor, e o fio da direita também estiver conectado a outro resistor, os dois resistores serão conectados em "paralelo".

Você pode adicionar quantos cabos paralelos desejar. Este guia pode ser usado para circuitos elétricos que se ramificam em 100 fios que depois se reconectam

Etapa 2. Saiba como a corrente elétrica flui em circuitos paralelos

A corrente elétrica flui por todos os caminhos disponíveis. A corrente elétrica fluirá pelo fio à esquerda, pelo resistor à esquerda e por todo o caminho até a outra extremidade. Ao mesmo tempo, a corrente também flui pelo fio à direita, pelo resistor à direita e até o fim. Nenhum fio ou resistor em um circuito paralelo é passado duas vezes.

Etapa 3. Use a tensão total para encontrar a tensão em cada resistor

Se você conhece a tensão em todo o circuito, a resposta é fácil de encontrar. Cada fio paralelo tem a mesma tensão de todo o circuito elétrico. Digamos que um circuito elétrico tenha dois resistores em paralelo e uma bateria de 6 volts. As barreiras não são muito relevantes hoje. Para entendê-lo, lembre-se do circuito em série descrito acima:

• Lembre-se de que a soma das tensões em um circuito em série é sempre igual à tensão total no circuito elétrico.
• Imagine cada caminho que a corrente percorre em um circuito em série. O mesmo é verdade para circuitos paralelos: se você somar todas as tensões, o resultado é igual à tensão total.
• Como a corrente em cada fio paralelo passa apenas por um resistor, a tensão no resistor deve ser igual à tensão total.

Etapa 4. Calcule a corrente total do circuito elétrico

Se o problema não fornecer a tensão total em todo o circuito, você precisará concluir algumas etapas adicionais. Comece encontrando a corrente total através do circuito elétrico. Em um circuito paralelo, a corrente total é igual à soma das correntes em cada caminho paralelo.

• A fórmula é a seguinte: I_total = Eu₁ + I₂ + I₃…
• Se você tiver dificuldade para entender, imagine um cano d'água com duas ramificações. A quantidade total de água que flui em uma série de tubos é a soma da água que flui em cada tubo.

Etapa 5. Calcule a resistência total do circuito elétrico

A eficácia de um resistor é reduzida em um circuito paralelo porque ele bloqueia apenas a corrente através de um fio. Na verdade, quanto mais fios em um circuito, mais fácil é para a corrente encontrar um caminho para fluir suavemente. Para encontrar a resistência total, encontre o valor de R. _total nesta equação:

• ¹ / _{Rtotal = ¹ / R1 + ¹ / R2 + ¹ / R3 …}
• Por exemplo, um circuito elétrico possui resistores de 2 ohms e 4 ohms conectados em paralelo, respectivamente. ¹ / _{Rtotal = 1/2 + 1/4 = 3/4 → 1 = (3/4) Rtotal → Rtotal = 1 / (3/4) = 4/3 = ~ 1,33 ohms.}

Etapa 6. Encontre a voltagem de sua resposta

Lembre-se, uma vez que encontramos a tensão total do circuito elétrico, já sabemos a magnitude da tensão em cada fio paralelo. Use a Lei de Ohm para completar o cálculo. Dê uma olhada nas seguintes perguntas de exemplo:

• O circuito elétrico tem corrente de 5 amperes e resistência total de 1,33 ohms.
• De acordo com a Lei de Ohm, I = V / R de modo que V = IR
• V = (5A) (1, 33Ω) = 6,65 volts.

Pontas

• Se você tiver um circuito elétrico complicado, por exemplo, tendo resistores conectados em paralelo e série, selecione os dois resistores mais próximos. Encontre a resistência total através dos dois resistores usando as regras para resistores em série e circuitos paralelos. Agora, você pode tratá-lo como um único resistor. Continue este processo até que você tenha um circuito no qual os resistores estão dispostos só em série ou paralelo.
• A tensão no resistor é freqüentemente chamada de "queda de tensão".

• Compreenda os seguintes termos:

  • Circuito / fio elétrico - O arranjo de vários componentes (resistores, capacitores e indutores), que são conectados por cabos e podem ser energizados.
  • Resistor - elemento que reduz ou inibe a corrente elétrica.
  • Corrente - O fluxo de carga elétrica no cabo. Expresso em Ampére (A).
  • Voltagem - A quantidade de carga elétrica que passa a cada segundo. Expresso em unidades de volts (V).
  • Resistência - Uma medida da oposição de um elemento à corrente elétrica. Expresso em Ohms (Ω)