Como calcular a tensão em resistores

Escrito por paul dohrman | Traduzido por mariana pelicano
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Como calcular a tensão em resistores
A tensão em um resistor depende de sua configuração em relação aos outros resistores (set of resistors image by evvigo from Fotolia.com)

Problemas comuns em aulas introdutórias de física pedem pela tensão em resistores. As configurações fundamentais examinadas em cursos introdutórios são resistores em série e em paralelo. Aulas de indutores (bobinas), e a tensão neles, geralmente seguem as aulas de resistores. Pelos indutores também passa tensão em um circuito, assim como os resistores, mas o processo é diferente. As voltagens não são constantes como na maiorias dos resistores, mas o resultado em relação a elas é efetivamente o mesmo.

Nível de dificuldade:
Moderado

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Instruções

  1. 1

    Calcule a tensão por uma série de resistores somando suas resistências e multiplicando pela corrente que passa por eles. A mesma corrente passará por cada um, segundo as leis de conservação de massa e energia, então se souber a corrente que passa por um resistor, saberá por todos eles. Por exemplo, se as resistências de três resistores em série são 3 ohms, 2 ohms e 4 ohms e a corrente que passa por um deles é conhecida de 2 ampères, então a tensão por eles é (3+2+4)*2 = 18 volts, assumindo que a resistência nos fios entre os resistores é desprezível, ou já está inclusa nas três medidas já feitas.

  2. 2

    Calcule a tensão no circuito em paralelo com a fórmula 1/R(total) = 1/R1 + 1/R2, onde R1 e R2 são as resistências dos dois resistores em paralelo e R(total) é a resistência equivalente deles. Em outras palavras, se remover a estrutura paralela do circuito elétrico e substituir por um resistor com resistência R(total), a tensão será a mesma. Esse é um resultado da Lei de Kirchhoff. Qualquer ciclo fechado ao redor de um circuito deve somar diferença de potencial igual a zero se incluir qualquer fonte de tensão que tenha sinal oposto à do resistor. Então você apenas usará a corrente antes ou depois da seção paralela para calcular a tensão pela fórmula V=i*R(total). Por exemplo, se R1 = 1 ohm e R2 = 2 ohms, então 1/R(total) = 1/1 + 1/2 = 1,5, então R(total) = 2/3 ohms. Se a corrente em qualquer ponto do mesmo circuito é, por exemplo, 3 ampères, então a tensão através de cada resistor deve ser 3 x 2/3 = 2 volts.

  3. 3

    Calcule a tensão em um indutor (bobina) multiplicando sua indutância pela taxa de variação de corrente através dele. A indutância é medida em Henries (H). Então, se uma bobina de indutância 5 Henries tem uma corrente aumentando em 2 ampères em um determinado instante, então a força eletromotriz induzida (fem) que se opõe à variação de fluxo é de 10 volts naquele determinado instante. A fem induzida é equivalente à diferença de potencial em um resistor, pois reduz a voltagem à medida que os elétrons atravessam o circuito elétrico, assim com um resistor.

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    Calcule a queda de tensão (na verdade, um ganho de tensão) por uma bobina secundária de um transformador, através da queda na bobina primária usando a fórmula V1/n1 = V2/n2, onde n1 é o número de espiras na bobina primária ao redor do transformador e n2 é o número de espiras na bobina secundária. A primária reduz o circuito a qual está conectada a uma determinada tensão, para que o circuito onde a secundária está ligada possa servir de fonte de potencial. Em outras palavras, a perda de voltagem no primeiro circuito leva a um ganho no outro. Então, se do Passo 3 tem-se que a queda de tensão CC da bobina primária oscila entre +10 volts e -10 volts e se n1 é 1000 espiras e n2 500 espiras, o ganho de tensão na bobina secundária oscila entre V2 = V1n2/n1 = +10(500/1000) = +5 e -5 volts.

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