Associação de Resistores

Em nosso dia-a-dia utilizamos vários aparelhos elétricos onde são empregados circuitos com dois ou mais resistores. Em muitos destes circuitos utiliza-se uma associação de resistores. A associação de resistores pode ocorrer basicamente de três maneiras diferentes: Associação em série, associação em paralelo e associação mista.

Em algumas aplicações vários resistores são ligados um em seguida do outro para obter o circuito desejado, como é o caso das lâmpadas decorativas de natal, um bom exemplo de associação de resistores em série.

Para efeito de cálculos, em muitos casos será necessário descobrir como a série de resistores se comporta como um todo. Nestes casos utilizamos o conceito de resistor equivalente. Que é um resistor que tem as mesmas propriedades da associação, ou seja, uma resistência que seja a mesma do conjunto, esta resistência é chamada resistência equivalente.

Em vários circuitos elétricos é muito comum a associação de resistores. Isso é feito quando se deseja obter valor de resistência maior do que aquele que é fornecido por um resistor apenas. Os resistores podem ser associados de três maneiras básicas que são: associação em série, associação em paralelo e associação mista. 

Associação em Série

Esse é o tipo de associação onde os resistores são ligados um em seguida do outro, de modo a serem percorridos pela mesma corrente elétrica. Veja, no esquema abaixo, como fica a associação de alguns resistores em série:

A diferença de potencial (ddp) total aplicada entre os pontos A e B é igual a soma das ddps de cada resistor, ou seja:

UT = U1 + U2 + U3

E a resistência equivalente, para esse tipo de associação, é dada pela soma de todas as resistências que fazem parte do circuito, veja como fica:

Req = R1 + R2 + R3

É importante destacar que a resistência equivalente desse tipo de circuito será sempre maior que o valor de apenas um resistor. Se no circuito elétrico existir nresistores, todos com iguais resistências, a resistência equivalente pode ser calculada da seguinte forma:

Req = nR

Associação em Paralelo

Nesse tipo de associação os resistores são ligados um do lado do outro, de forma que todos os resistores ficam submetidos à mesma diferença de potencial, veja como fica o esquema de um circuito com associação de resistores em paralelo:

A corrente elétrica total que circula por este tipo de circuito é igual à soma da corrente elétrica que atravessa cada um dos resistores, ou seja:

i = i1 + i2 + i3

O valor da resistência equivalente desse tipo de circuito elétrico é sempre menor do que o valor de qualquer uma das resistências que compõem o circuito. E para calcular o seu valor, o da resistência equivalente, podemos utilizar a seguinte equação matemática:

Associação Mista

É o tipo de associação que há a mistura de associação em série e em paralelo, assim como mostra o esquema abaixo:

Para descobrir a resistência equivalente desse tipo de associação deve-se considerar os tipos de associação de forma separada, bem como suas características.

Exercícios

1) Calcule a resistência equivalente do circuito a seguir:

Resposta:

Para encontrar o valor da resistência equivalente, utilizamos a equação:

 1   =  1   +  1   +  1  
       R_eq      R₁      R₂      R₃ 

Substituindo os valores das três resistências, temos:

  1   =   1   +   1   +   1  
R_eq       4        6       12

O MMC entre 4, 6 e 12 é 12:

 1  =  3 + 2 + 1 

R_eq         12       

 1   =   6  

R_eq     12 

2) Calcule a resistência equivalente do circuito a seguir:

Resposta:

Na associação de resistores em série, a resistência equivalente é igual à soma das resistências individuais:

Req = R1 + R2 + R3
Req = 4 + 10 + 8
Req = 22 Ω

Misturas

Misturas são aqueles sistemas formados pela interação entre duas ou mais substâncias puras, podendo ocorrer uma leve interação entre elas ou a interação total das moléculas do sistema. Quando a interação entre as moléculas do sistema é parcial chamamos a mistura de heterogênea, e quando a interação entre as moléculas é total chamamos de homogênea.

Também podemos classificar uma mistura de acordo com o número de fases formadas pelo sistema. Se o sistema possui uma fase, é chamado de monofásico e se o sistema possui mais de uma fase ele é chamado de polifásico.

Mistura Homogênea

Água e álcool

É assim classificada porque não podemos identificar seus componentes quando a observamos, como por exemplo uma mistura de água e álcool. Em todos os pontos da mistura são observadas as mesmas características. Por isso a mistura homogênea também é chamada de monofásica.

Mistura Heterogênea

Assim conhecidas porque podemos identificar seus componentes quando a observamos, como por exemplo a água e o óleo. Os dois não se misturam. Desta forma descriminamos as fases: uma da água e outra do óleo. Ao contrário da outra, essas misturas não possuem as mesmas características, sendo por isto também conhecidas como mistura polifásica. No exemplo dado, chamamos a mistura de bifásica por causa de suas duas fases. Quando apresenta três fases, é trifásica; quatro ou mais, polifásica.

Notação Científica

O homem sempre teve a necessidade de medir as coisas que o cerca. Na Antiguidade, com o início da pecuária, por exemplo, um pastor de ovelhas utilizava-se de pedras para contar a quantidade de ovelhas que possuía, hoje em dia, cientistas medem as distâncias estimadas entre a Terra e galáxias distantes e, até mesmo, medem o tamanho de células e estimam a massa de um elétron.

Medir distância entre planetas e estrelas ou estimar a massa de partículas muito pequenas, tornou-se algo muito difícil em razão da quantidade de algarismos envolvidos nos números e as unidades de medidas do sistema internacional. Com isso, cientistas encontraram uma forma de melhorar e facilitar a escrita do número. Essa nova forma de representação numérica chama-se Notação Científica.

Nas ciências exatas, é muito comum a representação de medidas sob a forma de um número multiplicado por uma potência de 10, como, por exemplo, 6 x 1023. Esse modelo de expressão de medidas é chamado de notação científica ou exponencial.

A notação científica é um modo de representação métrica muito útil porque permite escrever números muito extensos ou muito pequenos de uma maneira mais compacta, tornando os cálculos mais simples. Essa vantagem faz com que a notação científica seja muito utilizada nos ramos da Física, Química e Engenharias.

A notação científica é uma outra forma de escrevermos números reais recorrendo a potências de 10.

Para escrevemos o número real n em notação científica precisamos transformá-lo no produto de um número real igual ou maior que 1 e menor que 10, por uma potência de 10 com expoente inteiro.

A mantissa é obtida se posicionando a vírgula à direita do primeiro algarismo significativo deste número. Se o deslocamento da vírgula foi para a esquerda, a ordem de grandeza será o número de posições deslocadas. Se o deslocamento da vírgula foi para a direita, a ordem de grandeza será o simétrico do número de posições deslocadas, será portanto negativa.

Veja como fica 2048 escrito na forma de notação científica:

2048 foi escrito como 2,048, pois 1 ≤ 2,048 < 10.

Como deslocamos a vírgula 3 posições para a esquerda, devemos multiplicar 2,048 por 103 como compensação.

Veja agora o caso do número 0,0049 escrito na forma de notação científica:

Neste caso deslocamos a vírgula 3 posições à direita, então devemos multiplicar 4,9 por 10-3. Veja que neste caso a ordem de grandeza é negativa.

Outras notações:

A adição na notação científica

Para adicionarmos termos numéricos escritos como notação científica, os números devem possuir a mesma ordem de grandeza, ou seja, o mesmo expoente. Quando isso acontece, podemos somar os coeficientes e conservar a potência de base dez. Veja a fórmula geral e alguns exemplos:

Fórmula Geral para adição na notação científica

(x . 10^a) + ( y . 10^a) = (x + y) . 10^a

• Exemplo: Efetue a adição das notações científicas abaixo:
  a) 1,2 . 10 ² + 11,5 . 10² = (1, 2 + 11. 5) . 10² = 12,7 . 10²
  b) 0,23 . 10^-3 + 0,4 . 10^-3 = (0,23 + 0,4) . 10^-3 = 0,63 . 10^-3
  c) 0,2 . 10 + 3,5 . 10² = 20 . 10² + 3,5 . 10² = (20 + 3,5) . 10² = 23,5 . 10² → Nesse exemplo, tivemos que transformar 0,2 para 20. Ao fazer isso, obtemos a mesma ordem de grandeza para as duas notações científicas.

A subtração na notação científica

Subtraímos os coeficientes na notação cientifica quando as ordens de grandeza da base dez são iguais. Observe a seguir a fórmula geral e alguns exemplos:

Fórmula Geral para subtração na notação científica

(x . 10^a) - ( y - 10^a) = (x - y) . 10^a

• Exemplo: Obtenha os resultados das subtrações abaixo:
  a) 34,567 . 10³ – 5,6 . 10³ = (34,567 – 5,6) . 10³ = 28,967 . 10³
  b) 1,14 . 10^-2 – 0,26 . 10^-2 = (1,14 – 0.26) . 10^-2 = 0,88 . 10^-2
  c) 25,4 . 10² - 12,3 . 10³ = 25,4 . 10² - 1,23 . 10² = (25,4 – 1,23) . 10² = 24,17 . 10² → Tivemos que transformar 12,3 para 1,23, pois a ordem de grandeza escolhida para a base dez foi o número 2.

A grande vantagem da notação cientifica é que as operações de multiplicação e de divisão ficam bem mais facil pela adição e subtração dos expoentes das potencias de 10:

A multiplicação na notação científica

 (1,1 x 104) x (2,1 x 103)= → (1,1 x 2,1) x (104 x 103)= → 2,31 x 104+3 → 2,31 x 107

A forma de resolver é igualar as bases iguais, no caso do exemplo acima (1,1 x 2,1) e (104 x 103), efetuando a multiplicação no primeiro excluindo os parênteses, no segundo mantendo a base 10 e fazendo o calculo dos expoentes, 107.

A divisão na notação científica

 9,3 x 10-6 ÷ 3,1 x10-3 = → 9,3 ÷ 3,1 x 10-6 x 103= → 3,0 x10-3

A forma de resolver é manter a divisão no primeiro termo ( 9,3 ÷ 3,1) e passar a potência de 10 que esta dividindo com a potência de 10 da notação ex, (9,3 x10-6) multiplicando e trocando o sinal do expoente, ficando basicamente assim 9,3 ÷ 3,1 x 10-6 x 103  , agora é só efetuar a divisão e manter a base 10, fazendo o calculo dos expoentes.

18 de Junho: Dia Nacional do Químico

O dia 18 de junho foi escolhido como o Dia Nacional do Químico, pois, nessa data, no ano de 1956, foi promulgada pelo então Presidente Juscelino Kubitschek a “Lei Mater dos Químicos” - Lei nº 2800/56. Essa data teve muita importância para os profissionais da Química no Brasil, pois essa lei regularizou o exercício da profissão de Químico e também criou os Conselhos de Química: CFQ/CRQs (Conselho Federal de Química e Conselhos Regionais de Química).

Com isso, os químicos não só deixaram de ser uma classe praticamente desconhecida em nosso país, como também passaram a atuar mais ativamente no progresso tecnológico, melhorando a qualidade dos produtos nacionais.

O contingente de profissionais da Química integra as seguintes categorias: Técnicos em Química, Bacharéis/Licenciados em Química, Químicos Industriais ou Tecnólogos equivalentes, Engenheiros Químicos e suas especializações, entre outros, o que forma uma gama de cerca de 50 denominações.

Além de determinar quem era realmente o profissional da Química, a promulgação da Lei nº 2800/56 tornou possível que os próprios químicos exercessem a fiscalização do exercício profissional.

As atividades desempenhadas no exercício da profissão de Químico podem ser vistas em detalhes no Decreto nº 85877/81 e nas Resoluções Normativas do Conselho Federal de Química, em particular, a resolução de nº 36/74, acrescida das “Normas de Resto” contidas no art. 341 da CLT e no art 2º do Decreto 85877/81.

Atualmente, existem cerca de 200 mil profissionais em atividade no Brasil, e 85 mil atuam em São Paulo – de acordo com dados do Sindicato dos Químicos, Químicos Industriais e Engenheiros Químicos do Estado de São Paulo (Sinquisp).

A categoria tem grande importância econômica para o País, pois contribui efetivamente com o crescimento econômico do Brasil, tendo papel fundamental para o desenvolvimento tecnológico e farmacêutico. A indústria química detém a terceira maior participação setorial do Brasil na constituição do Produto Interno Bruto (PIB); por ano, o setor chega a ter participação em 3%.

Uma das principais reivindicações da categoria é a retomada do crescimento econômico. O profissional de química tem um vasto campo de atuação. Da indústria à universidade, pode atuar em diversas áreas, desde que possua capacidade de análise e concentração com interesse pelas ciências e facilidade para matemática. No entanto, vive-se num período de recessão com muitas empresas fechando, por isso a reivindicação para a retomada do crescimento e o fim das demissões.

A categoria também reivindica a garantia do piso para os químicos graduados, de oito salários mínimos, e a redução da jornada de trabalho para 36 horas, conforme estabelece a Lei 4.950A/66. Além disso, a categoria também pede 20% de adicional para os profissionais que atuam como técnico responsável nas indústrias.

Temperatura X Calor

Temperatura e calor são dois conceitos bastante diferentes e que muitas pessoas acreditam ser a mesma coisa. Nota-se que grande parte da população é desentendida sobre o assunto, e ao checar a temperatura, logo faz afirmações de que "está calor" ou que "está frio". 

No entanto, o entendimento desses dois conceitos se faz necessário para o estudo da termologia. A termologia é um ramo da física que estuda as relações de troca de calor ou qualquer manifestação de energia capaz de produzir variação de temperatura ou alteração do estado físico dos corpos, quando esses recebem ou cede calor.

O que é temperatura?

Temperatura é a grandeza física associada ao estado de movimento ou à agitação das partículas constituintes de um corpo ou sistema de corpos. A temperatura está associada à sensação de quente ou frio que se percebe ao tocar um objeto. No entanto a sensação do tato não nos fornece precisão da temperatura. Para isso existem os termômetros, aparelhos que são graduados em uma escala para medir a temperatura dos corpos.

É a grandeza física que nos possibilita entender as sensações de quente e frio. Temperatura está associada ao estado de agitação das moléculas de um corpo, podendo ser entendida como sendo um valor numérico que expressa tal estado de agitação das moléculas de um corpo. Logo, quanto maior a energia cinética das partículas de um corpo, maior será sua temperatura.

O que é calor?

Calor é definido como sendo energia que se transfere de um sistema, (conjunto de partículas), para outro sistema, unicamente devido a diferença de temperatura existente entre eles, fluindo naturalmente do sistema de maior temperatura para o de menor temperatura. 

Quando dois corpos possuem temperaturas diferentes surge uma transferência de energia térmica, ou seja, o corpo que está mais quente cede energia para o que está com menor temperatura até que seja atingido o equilíbrio térmico. Esta energia em trânsito é chamada de calor.

Qual a diferença?

É importante observar a diferença entre temperatura e calor. O calor é a energia térmica em movimento. Esta transferência de energia ocorre quando dois corpos possuem temperaturas diferentes, tendendo ao equilíbrio térmico, ou seja, a transferência de energia térmica ocorre enquanto existir a diferença de temperatura.

Para que seja possível medir a temperatura de um corpo, foi desenvolvido um aparelho chamado termômetro.

O termômetro mais comum é o de mercúrio, que consiste em um vidro graduado com um bulbo de paredes finas que é ligado a um tubo muito fino, chamado tubo capilar.

Quando a temperatura do termômetro aumenta, as moléculas de mercúrio aumentam sua agitação fazendo com que este se dilate, preenchendo o tubo capilar. Para cada altura atingida pelo mercúrio está associada uma temperatura.

A escala de cada termômetro corresponde a este valor de altura atingida, e são utilizadas três diferentes escalas para medir a temperatura:

Escala Celsius

É a escala usada no Brasil e na maior parte dos países, oficializada em 1742 pelo astrônomo e físico sueco Anders Celsius (1701-1744). Esta escala tem como pontos de referência a temperatura de congelamento da água sob pressão normal (0 °C) e a temperatura de ebulição da água sob pressão normal (100 °C).

Escala Fahrenheit

Outra escala bastante utilizada, principalmente nos países de língua inglesa, criada em 1708 pelo físico alemão Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736), tendo como referência a temperatura de uma mistura de gelo e cloreto de amônia (0 °F) e a temperatura do corpo humano (100 °F). Esta escala é utilizada nos Estados Unidos da América.

Escala Kelvin

Também conhecida como escala absoluta, foi verificada pelo físico inglês William Thompson (1824-1907), também conhecido como Lorde Kelvin. Esta escala tem como referência a temperatura do menor estado de agitação de qualquer molécula (0 K) e é calculada a partir da escala Celsius. Por convenção, não se usa "grau" para esta escala, ou seja 0 K, lê-se zero Kelvin e não zero grau Kelvin. Esta escala é utilizada no ramo científico.