Setor 1210 Aula 18- Resistores e as Leis de OHM 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 Prof. Calil 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 Resistência é o seu valor. Não confundir Resistor 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 =UR=XRIXI O condutor que obedece I a relação acima se denomina CONDUTOR OHMICO. 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.