RESISTORES
1 – Introdução
Num circuito elétrico, os condutores que
atravessados por uma corrente elétrica transformam a energia elétrica em
energia térmica (calor) são chamados de resistores.
Esquematicamente:
RESISTOR
ENERGIA ELÉTRICA => ENERGIA TÉRMICA (CALOR)
Esse fenômeno de transformação é conhecido como Efeito
Joule e é
resultado de choques entre os elétrons que constituem a corrente elétrica e os
átomos, o que ocasiona um aquecimento do condutor. Existem alguns
eletrodomésticos que possuem como função básica a transformação de energia
elétrica em energia térmica, tais como: ferro elétrico, chuveiro elétrico,
aquecedores, etc.
Os resistores podem ser representados das seguintes
maneiras:
Em nosso curso utilizaremos a
primeira forma para sua representação.
2 – Resistência Elétrica
O resistor possui uma característica de dificultar a
passagem de corrente elétrica através do condutor. Essa característica é
chamada de resistência elétrica.
Lei de Ohm
O físico George Simon Ohm verificou, experimentalmente,
no século XIX, que alguns condutores possuíam um comportamento similar.
Ao alterar a tensão para valores V1,
V2, V3, ...,VN, a intensidade de corrente no
condutor também se altera, mas de uma maneira sempre igual.
De tal forma que ao dividirmos as tensões pelas
respectivas intensidades de corrente elétrica, para um mesmo condutor, a
divisão será uma constante, esta constante é a resistência elétrica.
Os condutores que possuem este comportamento são
chamados de condutores ôhmicos.
Graficamente
um condutor ôhmico é representado na figura abaixo, já a figura da direita mostra o
comportamento de algum condutor que não respeita a lei de Ohm. Este condutor é
chamado de não-ôhmico.
Exercício
Um resistor ôhmico é
percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 5 A, quando submetido a uma
d.d.p. de 100 V. Determine:
(a) a resistência elétrica do
resistor;
(b) a intensidade de corrente
que percorre o resistor quando submetido a uma d.d.p. de 250 V;
(c) a d.d.p. a que deve ser submetido para que a corrente que o
percorre tenha intensidade de 2 A.
3 – ResistividadE
É importante salientar que o título 2a Lei de Ohm é apenas didático. Na História da Física temos apenas o conhecimento
da Lei de Ohm e não 1a e 2a, mas para fins
de uma melhor organização do conteúdo faremos essa separação.
Um aspecto importante, levantado por Ohm, foi a
descoberta de fatores que influem no valor da resistência elétrica de um
resistor, são eles:
=> a dimensão do resistor (área
e comprimento);
=> o material que constitui
este resistor.
Consideremos um fio condutor de comprimento L e área de seção transversal
A.
Para compreendermos melhor a relação entre
resistência, área e comprimento, podemos fazer uma analogia com tubos de água,
vejamos a figura posterior:
Como
podemos notar na figura 14, a água possui maior facilidade para sair pelo cano
de menor comprimento e maior área, já no cano mais longo existe uma maior
dificuldade para água se locomover e o estreitamento do cano aumenta esta
dificuldade.
No caso da energia elétrica e do condutor o
comportamento é mantido o mesmo:
=> a resistência elétrica é
diretamente proporcional ao comprimento do fio, ou seja, quanto maior o
comprimento do fio maior é a dificuldade de movimentação dos elétrons.
=> A resistência elétrica é
inversamente proporcional ao valor da área da seção transversal do fio, ou
seja, quanto maior a área mais fácil é a movimentação dos elétrons, portanto a
resistência elétrica diminui.
Unidades
no SI:
R => resistência elétrica => Ohm (W)
L => comprimento do fio => metro (m)
A => área da seção transversal => metro quadrado (m2)
r => resistividade => Ohm . metro (W . m)
Exercícios
2> Um fio metálico é
feito de um material cuja resistividade é 0,20 W . mm2/m e tem
seção transversal de área 0,10 mm2. Determine a resistência elétrica
desse fio por metro de comprimento.
3> Um fio metálico é
esticado de modo que seu comprimento triplique. O seu volume não varia no
processo. Como se modifica a resistência elétrica do fio? E a intensidade de
corrente elétrica que percorre para uma mesma d.d.p.?
4> Um reostato de cursor
tem resistência elétrica igual a 20 W, quando o fio que o
constitui tem comprimento igual a 25 cm. Qual a resistência elétrica do
reostato para um comprimento de fio de 2,0 m?
5> A resistência
elétrica de um resistor de fio metálico é de 60 W. Cortando-se um pedaço de 3
m de fio, verifica-se que a resistência do resistor passa a ser 15 W. Calcule o comprimento do fio.
Simulador:
Vídeos:
Referência das Figuras:
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