ELETRODINÂMICA
Setor 1202
Aulas 51 e 52
Prof. Calil
RESISTORES
Resistor é o sistema que oferece dificuldade à passagem dos elétrons.
Resistência elétrica é o valor com unidade,
que indica o grau de dificuldade que o resistor
oferece à passagem dos elétrons. É designada por R
Resistência
quando se refere à resistência externa do
equipamento, e por r quando estiver associada a sua
resistência interna. Se o Resistor é um condutor, a
Resistor
Resistência é o seu valor. Não confundir
resistor com resistência.
No resistor, a energia elétrica da corrente é sempre transformada em calor, e somente
em calor. Esta transformação é denominada “Efeito Joule”.
1ª LEI DE OHM
Relaciona causa U e efeito i. Experimentalmente Ohm demonstrou que existia uma
relação constante entre U e i, mantendo-se a temperatura constante. Em
suas experiências, ele aplicava várias tensões U a um condutor, e media
as respectivas correntes i. Para cada condutor, anotava os valores numa
tabela. Por exemplo, ao realizar a experiência com um fio de cobre, ele
obtinha a seguinte tabela:
Para este fio, existe uma relação constante entre a
U (V)
I (A)
causa da corrente que é a ddp = U, e o efeito que
10
5
é a corrente elétrica de intensidade i. No caso
20
10
esta relação vale 2.
30
15
Após repetir esta experiência com diversos condutores de
40
20
materiais diferentes, ele concluiu que existe uma relação constante
entre causa (a ddp=U) e o efeito (a corrente de intensidade i). Como a dificuldade para
os elétrons se locomoverem dentro do condutor é relacionada à distância entre seus átomos, e
lembrando que se a temperatura não varia esta distância não varia, ele associou a relação entre
a causa e efeito, ao grau de dificuldade que o condutor apresentava ao movimento dos elétrons,
ou seja, ao valor da sua resistência elétrica. Daí surgiu a mais conhecida expressão da
Eletrodinâmica, e que constitui a 1ª lei de Ohm:
U
CONSTANTE
R
I
U=RXI
U = RX I
O condutor que obedece a relação acima se denomina CONDUTOR OHMICO.
I
A unidade da resistência elétrica é o OHM, cujo símbolo é a letra grega Ω= Omega.
2ª LEI DE OHM
Georg Simon Ohm determinou o valor da resistência de um elemento condutor em função
das suas dimensões e do material que o compõe. O valor da resistência elétrica de um fio
depende:
a) Diretamente do seu comprimento L, em metros
Dados dois condutores de mesma área da secção reta e de
L
mesmo material, o de maior comprimento oferece maior resistência elétrica à corrente, pois os elétrons, tendo que per
correr maior distância dissipam mais energia. Portanto:
L’
S igual
R
L
Essa propriedade é à base do funcionamento do resistor que
varia o valor da sua resistência em função do seu
comprimento L, que é denominado de reostato.
Quando o curso está no ponto C entre A e B, o comprimento do fio enrolado é
pequeno e portanto oferece baixa resistência a corrente. Sendo a tensão da bateria
constante e igual a U, a corrente tem intensidade elevada, e a lâmpada tem boa
luminosidade:
Quando o cursor está no ponto B, o comprimento do fio enrolado é muito grande, e
portanto a sua resistência é muito grande. Em conseqüência, a intensidade da corrente
é pequena e o brilho da lâmpada é fraco:
Deslizando-se o cursor, podemos variar o brilho da lâmpada de um mínimo até um
máximo. O reostato é usado para controlar a velocidade de motores elétricos, como os
que são utilizados em ônibus elétricos, ventiladores, liquidificadores, etc. Também
controla a temperatura nos chuveiros, a intensidade do som no rádio ou televisão
quando então são denominados de potenciômetros, e em outros equipamentos eletroeletrônicos que utilizamos diariamente.
b) Inversamente a área S da secção reta do condutor
área da
Quanto maior a área da secção reta do fio, mais facilitará a
secção:
passagem dos elétrons da corrente elétrons, o que significa
S= π. r2
uma diminuição na resistência elétrico deste fio. Portanto:
R
1/S
c) Do material que constitui o condutor
Para cada substância se associa um valor denominado resistividade ou
resistência específica = ρ. Este valor corresponde à resistência elétrica entre duas faces
de um bloco cúbico da substância, de aresta 1m.
Se resistência elétrica de um fio condutor depende diretamente do seu
comprimento, do inverso da área da sua secção reta e do material que constitui o fio,
depende destes três fatores simultaneamente. Então, a expressão de cálculo do valor da
resistência elétrica de um fio condutor em função das suas características, é dada por:
ρ em Ω. m; na prática usa-se Ω.mm2/m.
l em metros.
S em metros quadrados
POTÊNCIA DISSIPADA
a) Se P = U.i e U = R.i, vem: P = Ri. i ou P = R.i2 .
b) Se P = U.i e de U = R.i, vem: i = U/R, resulta: P = U.U/R ou P = U2/R.
As duas equações acima, por conterem o elemento que dissipa energia elétrica, ou seja,
a resistência elétrica do condutor são denominadas de Potência Dissipada. A equação
P = Ui costuma ser chamada de Potência útil.