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Como calcular a tensão em resistores

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.

Instruções

A tensão em um resistor depende de sua configuração em relação aos outros resistores (set of resistors image by evvigo from Fotolia.com)
  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.

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  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. 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.

  4. 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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Referências

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