Portal do Governo Brasileiro
Início do Conteúdo
VISUALIZAR AULA
 


Associação de resistores em circuitos elétricos

 

20/11/2010

Autor e Coautor(es)
Guilherme Andre Dal Moro
imagem do usuário

CURITIBA - PR Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Eziquiel Menta

Estrutura Curricular
Modalidade / Nível de Ensino Componente Curricular Tema
Ensino Médio Física Equipamentos elétricos e telecomunicações
Ensino Médio Física Calor, ambiente e usos de energia
Dados da Aula
O que o aluno poderá aprender com esta aula

A determinar a resistência equivalente na associação de resistores;

Aplicações da 1ª Lei de Kirchhoff;

Cálculos sobre a diferença de potencial sobre resistores elétricos.

Duração das atividades
2 aulas de 50min
Conhecimentos prévios trabalhados pelo professor com o aluno

Conceitos de resistência, tensão e corrente.

Definição de circuitos elétricos.

Associação de amperímetros e voltímetros em circuitos elétricos.

Estratégias e recursos da aula

Estratégias de ensino:

- Aula experimental;

- Aula interativa com recursos de multimeios;

- Aula conceitual.

Consideração inicial ao professor:

No início desta aula será realizado um experimento que tem como objetivo a compreensão do cálculo da resistência equivalente na associação de resistores. Depois, serão determinadas a diferença de potencial (d.d.p.) gerada e a corrente em um circuito elétrico, com uso da lei de Kirchhoff.

Materiais:

- Kit contendo: três resistores de valores iguais e dois resistores com outros valores;

- Ponta de prova;

- Multímetro.

Introdução à aula:

Inicie a aula perguntando aos alunos "de que maneira é possível associar resistores?" e "o que ocorre com a resistência em cada uma das associações?".

Atividade 1 - Laboratório experimental:

Após as considerações realizadas pelos alunos, separe-os em grupos de até quatro indivíduos e entregue o kit e um multímetro por grupo. Caso o colégio possua poucos multímetros ou resistores, você poderá realizar os procedimentos demonstrando aos alunos e pedir para que anotem os resultados.

Peça para que cada grupo anote na tabela 1 a sequência de cores presentes nos próprios resistores.

Tabela 1: Determinando o valor dos resistores

Sequência de cores

Valor do resistor em Ohms

Com o multímetro na função ohmímetro (figura 1) eles deverão medir os valores de cada um dos resistores anotando na coluna "Valor do resistor em ohms". Para realizar a medida da resistência elétrica do componente eletrônico, é importante que o circuito elétrico em que ele está inserido, esteja desligado para não danificar o multímetro. Depois disto ser verificado, peça para que os alunos liguem o ohmímetro, através das pontas de prova, ao elemento que se quer verificar o valor da resistência de modo que o ohmímetro e o componente eletrônico fiquem em paralelo (figura 2).

Figura 1: Multímetro na função ohmímetro

Disponível em: http://www.dfq.feis.unesp.br/docentes/MarceloII/02-Multimetro.pdf acesso em 10/10/2010. 

Figura 2: Simulação da medida da resistência de um resistor

Disponível em: http://www.dfq.feis.unesp.br/docentes/MarceloII/02-Multimetro.pdf acesso em 10/10/2010.  

Depois de determinar o valor de cada resistor, você poderá sugerir para que os alunos montem as associações em série e em paralelo utilizando:

1º. Dois resistores de mesmo valor;

2º. Três resistores de valores iguais;

3º. Dois resistores de valores diferentes;

4º. Três resistores de valores diferentes.

Figura 3: Representação de resistores associados em série e em paralelo em contato com as pontas de prova

Disponível em: http://www.laercio.com.br/artigos/hardware/hard-052/hard-052.htm acesso em 10/10/2010.   

Peça para que eles anotem os valores na Tabela 2. É importante lembrar que na terceira coluna os alunos deveram anotar o inverso do valor medido.

Tabela 2: Associação de resistores

Valor dos resistores utilizados (em Ohm)

Req da associação em série (em Ohm)

1/Req da associação em paralelo (em Ohm)

R1=                           R2=

R1=                R2=                   R3=

R1=                           R2=

R1=                R2=                   R3=

Para realizar a analise dos dados obtidos, você poderá entregar o questionário a seguir:

1) Quando a sequência de cores era igual entre dois resistores, o que ocorria com o valor da resistência medida? Compare os valores utilizando o arredondamento na casa das unidades.

2) Ao somar o valor das resistências utilizadas em cada associação, a resistência equivalente tem seu valor mais próximo da associação em série ou da associação em paralelo?

3) Ao somar o inverso do valor das resistências utilizadas em cada associação, a resistência equivalente tem seu valor mais próximo da associação em série ou da associação em paralelo?

4) Construa uma equação que seja possível calcular a resistência equivalente para associações em série e outra para associações em paralelo e depois verifique no site: http://www.efeitojoule.com/2008/07/associacao-de-resistores.html (acesso em 10/10/2010) como elas são apresentadas. 

Disponibilize o recurso 1 que possibilita a montagem de dois circuitos, um envolvendo resistores em série e outro resistores em paralelo. O circuito é formado por uma pilha e dois resistores. Um amperímetro é usado para determinar a corrente elétrica que circula no circuito. Com este recurso os alunos terão a possibilidade de montar um circuito que contenha uma fonte geradora e dois resistores.

Associação de Resistores 

Recurso 1: Associação de resistores

Disponível em http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/bitstream/handle/mec/9006/open/file/Associacao_resistores.pdf?sequence=1 acesso em 20/10/2010. 

Atividade 2 - Laboratório de Informática:

O simulador disponível em http://www.walter-fendt.de/ph14e/combrlc.htm possibilita a associação de componentes eletrônicos em série ou em paralelo, bem como a determinação da corrente e/ou da diferença de potencial gerada pela presença de cada um dos componentes eletrônicos. Para este plano de aula será encaminhado apenas a associação em série e paralelo de resistores. 

Antes de disponibilizar o simulador, você deverá retomar a 1ª lei de Ohm e também explicar a 1ª lei de Kirchhoff. Vale a pena lembrar que ao explanar sobre a lei de Kirchhoff é importante citar que ela também é conhecida como lei dos nós ou lei das correntes. Você pode obter mais informações em http://dee.feg.unesp.br:8080/Disciplinas/SEL4001/Capitulo_2.pdf (acesso em 10/10/2010) ou em http://www.portalimpacto.com.br/docs/00000DantasVestAula11LeisdeKIRCHHOFF.pdf   (acesso em 10/10/2010).

Agora, organize os alunos em duplas e disponibilize o recurso 1. Peça para que os alunos digitem no campo "Resistance" o número 10.0 e clique em "add (in series)". Irá aparecer um resistor em série com o já existente com o valor de 10.0 ohm. Com as setas do teclado, volte para o resistor que já existia, com o valor de 100 ohm, e clique em "Remove". Assim, ele deverá ser removido.

Com o valor da resistência, os alunos deverão calcular matematicamente o valor da corrente que passa sobre este resistor (i = U/R) e depois, com este valor, eles também poderão calcular a diferença de potencial sobre o resistor. Para verificar se os valores previstos estão coerentes com os reais apresentados pela ferramenta, basta clicar em "Amperage" para verificar a corrente sobre o resistor e "Voltage" para verificar a tensão sobre o resistor. É importante lembrar que esta ferramenta só possibilita o cálculo da corrente e da d.d.p. gerada sobre um resistor de cada vez.

 

Figura 4 : Associação de resistores

Disponível em: http://www.walter-fendt.de/ph14e/combrlc.htm   acesso em 10/10/2010

Associação de resistores em série:

Depois que os alunos tenham adquirido certa familiaridade com a ferramenta, peça para que eles insiram outro resistor de 10.0 ohm em série com o primeiro. Para isso, basta clicar novamente em "add (in series)". Peça para que calculem o valor da resistência equivalente, da corrente sobre cada resistor e da d.d.p. gerada pela presença de cada um dos resistores e, com os valores anotados, verifiquem se os dados estão compatíveis com os apresentados pela ferramenta. Eles deverão utilizar estes dados para preencherem a tabela 3.

Agora, encaminhe o trabalho para a construção de outros dois circuitos com resistores associados apenas em série com os valores que eles tiverem interesse. Para cada um dos novos circuitos, eles deverão preencher a tabela 3 calculando os valores da resistência equivalente, da corrente elétrica e da d.d.p. gerada pela presença de cada resistor.

Tabela 3: Associação de resistores em série em circuitos elétricos

Valor dos resistores (em ohms)

Resistência equivalente (em ohms)

Corrente sobre cada resistor (em A)

d.d.p. gerada por cada resistor (em V)

R1 = 10,0

R2 = 10,0

R1=

R2=

R1=

R2=

R3=

Associação de resistores em paralelo:

Peça para que os alunos deixem apenas um resistor de 10 ohm e adicionem outro de 10 ohm em paralelo. Para isso, eles deveram clicar em "add (in parallel)" e repetir os procedimentos de cálculo da associação em série para completar a tabela 4.

Tabela 4: Associação de resistores em paralelo em circuitos elétricos

Valor dos resistores (em ohms)

Resistência equivalente (em ohms)

Corrente sobre cada resistor (em A)

d.d.p. gerada por cada resistor (em V)

R1 = 10,0

R2 = 10,0

R1=

R2=

R1=

R2=

R3=

Atividade 3 - Proposta de discussão:

Outro material bastante explicativo sobre do funcionamento dos circuitos elétricos se encontra no link a seguir, que o redirecionará para um vídeo do programa do “Mundo de Beakman”. Este recurso é bastante ilustrativo e possui uma linguagem bem acessível aos seus alunos. Adiante o vídeo para o tempo de 4 minutos: http://www.youtube.com/watch?v=3TfPjNx8juM&feature=related (acesso em 10/10/2010).

Figura 5: Mundo de Beakman - Circuitos

Disponível em http://www.youtube.com/watch?v=3TfPjNx8juM&feature=related acesso em 10/10/2010

Com este vídeo é possível discutir com seus alunos sobre as vantagens e desvantagens de utilizar circuitos elétricos com resistores em série e em paralelo. Cite exemplos como os pisca-piscas de natal e o circuito elétrico de uma casa.

Peça para que eles realizem uma pesquisa sobre outros usos práticos de circuitos em série e em paralelo para apresentar na aula seguinte.

Recursos Educacionais
Nome Tipo
Associação de Resistores Vídeo
Recursos Complementares

O link a seguir apresenta uma atividade experimental que tem como objetivo ensinar como utilizar um multímetro para medir tensões, correntes elétricas (contínuas e alternadas) e resistências elétricas: http://www.dfq.feis.unesp.br/docentes/MarceloII/02-Multimetro.pdf acesso em 10/10/2010.

Já os links http://home.ufam.edu.br/~cdf/Downloads/Problemas/F%C3%ADsica/F%C3%ADsica_3/Dalton_eletricidade_07.pdf e http://home.ufam.edu.br/~cdf/Downloads/Problemas/F%C3%ADsica/F%C3%ADsica_3/Dalton_eletricidade_08.pdf acessados em 10/10/2010, apresentam exercícios sobre associação de resistores em série, paralelo e mista que podem ser utilizados como referência nas aulas.

Avaliação

Você poderá avaliar seus alunos através da participação nas aulas e na entrega de um relatório contendo as tabelas as atividades 1e 2 além do questionário da atividade 1. Na atividade 3, os alunos serão avaliados durante a discussão sobre as vantagens e desvantagens de circuitos em série e em paralelo e, também, através da apresentação de uma pesquisa.

É importante verificar se os alunos compreenderam que na associação de resistores em série com um circuito, a corrente é a mesma em todos os resistores. Já na associação de um resistor em paralelo com um circuito, a tensão é que será constante.

Opinião de quem acessou

Cinco estrelas 3 classificações

  • Cinco estrelas 3/3 - 100%
  • Quatro estrelas 0/3 - 0%
  • Três estrelas 0/3 - 0%
  • Duas estrelas 0/3 - 0%
  • Uma estrela 0/3 - 0%

Denuncie opiniões ou materiais indevidos!

Opiniões

  • Roberto, Colégio Estadual Antônio Carlos Gomes , Paraná - disse:
    magnoni2005@uol.com.br

    30/08/2012

    Cinco estrelas

    excelente aula amigo, muito aproveitosa, interação com os alunos muito dez.


  • Marco, CHS , São Paulo - disse:
    marco.m.silva@hotmail.com

    23/07/2012

    Cinco estrelas

    Muito bom.


  • Rogério, SENAI , Rio de Janeiro - disse:
    radao@firjan.org.br

    03/08/2011

    Cinco estrelas

    Material muito bom de ser trabalhado, Me ajudou bastante.


Sem classificação.
REPORTAR ERROS
Encontrou algum erro? Descreva-o aqui e contribua para que as informações do Portal estejam sempre corretas.
CONTATO
Deixe sua mensagem para o Portal. Dúvidas, críticas e sugestões são sempre bem-vindas.