Como calcular uma queda de tensão em resistores

Um simples circuito elétrico contém uma fonte de Voltagem (uma fonte de alimentação, como uma bateria, gerador ou os fios da rede elétrica entrando em seu prédio), um fio para transportar atual na forma de elétrons, e uma fonte de energia elétrica resistência. Na realidade, esses circuitos raramente são simples e incluem vários pontos de ramificação e religação.

• A tensão (V) é medida em volts (o símbolo também é V); a corrente (I) é medida em amperes ou "amperes" (A); e a resistência (R) é medida em ohms (Ω).

Ao longo dos ramais, e às vezes ao longo do tronco principal do circuito, são colocados itens como eletrodomésticos (lâmpadas, geladeiras, televisores), cada um puxando corrente para se manter funcionando. Mas o que exatamente acontece com a tensão e a corrente dentro de um determinado circuito elétrico configurado do ponto de vista da física quando cada resistor é encontrado e a tensão "cai"?

Lei de ohm afirma que o fluxo de corrente é a tensão dividida pela resistência. Isso pode se aplicar a um circuito como um todo, um conjunto isolado de ramificações ou a um único resistor, como você verá. A forma mais comum desta lei é escrita:

Os circuitos podem ser organizados de duas maneiras básicas.

Circuito em série: Aqui, a corrente flui inteiramente ao longo de um caminho, através de um único fio. Quaisquer que sejam as resistências que a corrente encontre ao longo do caminho, simplesmente se somam para dar a resistência total do circuito como um todo:

R_S = R₁ + R₂ +... + R_N (circuito em série)

Circuito paralelo: Neste caso, um fio primário se ramifica (mostrado em ângulos retos) em dois ou mais outros fios, cada um com seu próprio resistor. Neste caso, a resistência total é dada por:

1 / R_P = 1 / R₁ + 1 / R₂ +... + 1 / R_N (circuito paralelo)

Se você explorar essa equação, descobrirá que, ao adicionar as resistências de mesma magnitude, você diminui a resistência do circuito como um todo. (Escolher 1 ohm, ou 1 Ω, torna a matemática mais fácil.) Pela lei de Ohm, isso realmente aumenta a corrente!

Se isso parece contra-intuitivo, imagine o fluxo de carros em uma rodovia movimentada servida por um único pedágio que faz backup do tráfego por uma milha e, em seguida, imagine o mesmo cenário com mais quatro pedágios idênticos ao primeiro. Isso claramente aumentará o fluxo de carros, apesar de tecnicamente adicionar resistência.

Se você deseja encontrar quedas de tensão em resistores individuais em uma série, proceda da seguinte forma:

1. Calcule a resistência total adicionando os valores de R individuais.
2. Calcule a corrente no circuito, que é a mesma em cada resistor, pois há apenas um fio no circuito.
   
3. Calcule a queda de tensão em cada resistor usando a lei de Ohm.

Exemplo: Uma fonte de alimentação de 24 V e três resistores estão conectados em série com R₁= 4 Ω, R₂= 2 Ω e R₃ = 6 Ω. Qual é a queda de tensão em cada resistor?
Primeiro, calcule a resistência total: 4 + 2 + 6 = 12 Ω

Em seguida, calcule a corrente: 24 V / 12 Ω = 2 A

Agora, use a corrente para calcular a queda de tensão em cada resistor. Usando V = IR para cada um, os valores de R₁, R₂ e R₃ são 8 V, 4 V e 12 V.

Exemplo: Uma fonte de alimentação de 24 V e três resistores estão conectados em paralelo com R₁= 4 Ω, R₂= 2 Ω e R₃ = 6 Ω, como antes. Qual é a queda de tensão em cada resistor?

Nesse caso, a história é mais simples: independentemente do valor da resistência, a queda de tensão em cada resistor é a mesma, tornando a corrente a variável que difere entre os resistores neste caso. Isso significa que a queda de tensão em cada um é apenas a tensão total do circuito dividido pelo número de resistores no circuito, ou 24 V / 3 = 8 V.

Consulte os Recursos para obter um exemplo de uma instância na qual você pode usar uma ferramenta automática para calcular a queda de tensão em um tipo de arranjo de circuito chamado de divisor de tensão.