Por meio de experiências, o cientista Georg Simon Ohm identificou uma propriedade interessante dos condutores e dos resistores que estudaremos neste artigo, as leis de Ohm.
Mantendo-se a temperatura constante, a diferença de potencial (U) e a corrente elétrica (i) passavam a ser diretamente proporcionais, ou seja, a razão entre U e i era constante. Essa propriedade ficou conhecida como primeira lei de Ohm.
Ohm também foi responsável por decifrar as variáveis construtivas que influenciam o valor da resistência elétrica de um condutor. Postulou assim a segunda lei de Ohm: a resistência elétrica é diretamente proporcional ao comprimento e à resistividade e inversamente proporcional ao valor da área.
Resistência elétrica
Resistência elétrica é uma propriedade dos materiais que mede a dificuldade oferecida à formação da corrente elétrica.
Para uma mesma diferença de potencial, por um material que apresenta maior resistência elétrica, passará uma menor corrente elétrica. Já para um material com baixa resistência elétrica, submetido à mesma tensão elétrica (U), passará uma corrente elétrica maior (i).
Para calcular matematicamente a resistência elétrica (R), definimos a seguinte equação:
No Sistema Internacional de Unidades (SI), a tensão elétrica é dada em volt (V) e a corrente elétrica é dada em ampere (A). A resistência elétrica, portanto, é dada pela relação (V/A) definida com ohm (Ω), em homenagem ao cientista alemão Georg Simon Ohm.
Resistor
Chamamos resistor o dispositivo eletrônico cuja principal função é proporcionar o efeito Joule, ou seja, a conversão de energia elétrica em calor.
Além de servirem como aquecedores, nos circuitos eletrônicos, os resistores são associados de maneira a dividir a corrente elétrica ou dividir a tensão elétrica, adequando os valores para as aplicações desejadas.
O símbolo elétrico de um resistor é o mostrado na figura a seguir. Ele é caracterizado por sua resistência elétrica (R) e pela potência máxima que pode dissipar sem que sofra danos.
Primeira lei de Ohm
Como vimos anteriormente, a razão entre (U) e (i) foi definida por Ohm como resistência elétrica, ou seja, a resistência elétrica (R) tem um valor constante. Por isso, muitos associam a primeira lei de Ohm com a equação:
No S.I. temos:
U: Diferença de potencial (V)
i: Corrente elétrica (A)
R: Resistência elétrica (Ω)
Denominamos condutores ôhmicos ou resistores ôhmicos aqueles que possuem resistência elétrica constante, independentemente dos valores da diferença de potencial (U) e da intensidade da corrente elétrica (i).
Na prática, a grande maioria dos materiais apresenta variação da sua resistência quando variam os valores da tensão elétrica e da corrente. Esses condutores são denominados não ôhmicos ou não lineares. Para esses casos, o valor da razão U/i é diferente em cada situação de medida.
Para determinar a resistência elétrica em cada situação, utilizamos a definição de resistência e, em cada caso, ela é denominada resistência aparente (Rap) do condutor:
Segunda lei de Ohm
Considere um fio de comprimento (L), área da secção transversal ou reta (A), construído com um determinado material.
A resistência elétrica desse condutor, seja ele ôhmico ou não, depende desses fatores. Materiais diferentes apresentam resistências diferentes, por isso representamos esta característica do material com a grandeza resistividade Ρ (letra grega Rô).
Sendo assim, a segunda lei de Ohm diz que a resistência elétrica é diretamente proporcional ao comprimento e à resistividade e inversamente proporcional ao valor da área ou bitola do fio.
No Sistema Internacional, temos:
L: Comprimento do fio (m)
A: área da secção transversal do fio (m2)
R: Resistência elétrica do condutor (Ω)
Ρ: Resistividade do material (Ω · m)
A variável Ρ é uma característica do material que depende da temperatura do condutor e de sua estrutura física. Materiais condutores apresentam resistividade baixa, enquanto isolantes apresentam resistividade alta. Quando a temperatura do material é mantida constante, o valor da resistividade também é constante.
Exercícios resolvidos
01- Um resistor é ligado na tomada de 220 V e por ele se estabelece uma corrente elétrica de 11 A. Qual o valor da sua resistência elétrica?
Resolução
Sendo a tensão elétrica U = 220 V e a intensidade da corrente elétrica que se estabelece pelo resistor = 11 A, obtemos:
02- Um fio de cobre de comprimento 2,0 m apresenta área de secção transversal 2,0 · 10–6 m2. Sendo a resistividade elétrica do cobre 1,7 · 10–8 Ω · m, calcule a resistência elétrica desse fio.
Resolução
R = 1,7 ⋅ 10−2 Ω
Por: Wilson Teixeira Moutinho
