Lei de Ohm

Como calcular a primeira lei de ohm? Como calcular a segunda lei de Ohm? As leis de Ohm são aplicadas em nosso cotidiano em aparelhos elétricos como o chuveiro.

As leis de Ohm estabelecem que a corrente elétrica que passa por um condutor é diretamente proporcional à voltagem e uma constante de proporcionalidade entre dois pontos. Tal valor constante é intrínseco à cada material e se trata da resistência elétrica. Georg Ohm estabeleceu duas relações matemáticas para a resistência elétrica que são conhecidas como as leis de Ohm.

A primeira lei de Ohm

Fonte: Wikimedia

A primeira lei de Ohm é uma relação empírica que descrevem o comportamento de praticamente todos os materiais condutores. Independentemente do valor da corrente elétrica, haverá um valor constante. Este valor é a resistência elétrica.

A equação da primeira lei de Ohm é uma relação entre a voltagem entre dois pontos de um condutor elétrico, a corrente elétrica que o percorre e a resistência elétrica. Matematicamente:

(Imagem: Reprodução)

Onde:

  • R: Resistência elétrica (?)

  • I: Corrente elétrica (A)

  • V: Voltagem ou tensão (V)

Note que a voltagem também pode ser denotada pela letra U. Além disso, a equação da primeira lei de Ohm pode ser escrita como:

(Imagem: Reprodução)

Exemplos e aplicações

  • Lâmpada incandescente: uma lâmpada incandescente é composta por um filamento que fica brilhante ao ser percorrido por uma corrente elétrica.
  • Chuveiro elétrico: um chuveiro elétrico é um exemplo prático da aplicação da primeira lei de Ohm. A resistência utilizada para aquecer a água do chuveiro possui um valor constante.

É necessário notar que, caso a resistência de um material não seja constante, ele é chamado de condutor não-ôhmico. Além disso, a resistência de um material depende de seu comprimento, sua espessura e sua resistividade. A segunda lei de Ohm é outra maneira de calcular a resistência elétrica.

A segunda lei de Ohm

Para construir um resistor, devemos levar em conta a sua capacidade de resistir à corrente elétrica. Tal capacidade é diferente para cada material. Por conta disso, ela é chamada de resistência específica ou resistividade. O valor da resistividade vai determinar se ele é um bom condutor ou um mau condutor. Em termos gerais:

Alta resistividade: mau condutor.

Baixa resistividade: bom condutor

Veja uma tabela com diversos valores para a resistividade dos materiais:

Após a escolha do material para a construção do resistor, é necessário decidir seu comprimento e sua área. Assim, é possível determinar a resistência elétrica desse resistor. Há uma relação matemática para isso e a esta chamamos de segunda lei de Ohm. Ou seja:

(Imagem: Reprodução)
  • R: Resistência elétrica (?)

  • l: Comprimento do resistor (m)

  • A: Área da espessura do resistor (m2)

  • ρ: Resistividade do material (?m)

Exemplos e aplicações

  • Chuveiro elétrico: o chuveiro elétrico também é uma aplicação prática da segunda lei de Ohm. Quanto maior for a temperatura do chuveiro, menor será o comprimento da resistência ligado.
  • Fonte: Menezes et al. (1998)
  • Secador de cabelo: com funcionamento semelhante ao chuveiro elétrico, o secador de cabelo utiliza uma resistência elétrica que aquece o ar. Quanto menor for a temperatura selecionada no secador, maior será o comprimento da resistência ligado.

Note que a resistência elétrica do material depende da temperatura na qual o resistor se encontra. A partir disso, é necessário levar em conta a temperatura de trabalho do resistor.

Resistência e resistores

Fonte: Wikimedia

A resistência elétrica é uma grandeza presente em qualquer condutor elétrico. Seu valor é determinado pelo comprimento, pela resistência, pela resistividade e pela temperatura do condutor. Chama-se de resistor aqueles componentes elétricos que servem para adicionar a resistência elétrica a um circuito.

Os resistores são componentes usados para alterar a resistência elétrica de um circuito elétrico. Além disso, tais componentes transformam a energia elétrica em forma de calor que é o chamado efeito Joule. Apenas os resistores com resistência constante obedecem às leis de Ohm.

A representação de um resistor elétrico é da seguinte forma:

(Imagem: Reprodução)

Vídeos sobre as leis de Ohm

Agora que já compreendemos melhor as leis de Ohm, vejamos alguns vídeos para aprofundar nosso conhecimento.

Materiais bons e maus condutores

Veja um experimento que ilustra a condutividade elétrica dos materiais neste vídeo.

Primeira Lei de Ohm

Neste vídeo, somos apresentados a um aprofundamento da primeira lei de Ohm com exercícios.

Segunda Lei de Ohm

Ainda resta dúvidas sobre a segunda lei de Ohm? Aqui, elas não tem vez. O professor traz exercícios para te ajudar a esclarecê-las.

As leis de Ohm estão presentes em nosso cotidiano. Além disso, sua aplicação matemática é muito utilizada em provas de grande escala. Para complementar seu estudo, veja também sobre a Resistência Elétrica e arrase nas provas!

Referências

MENEZES, L. C. et al. Leituras de Física: eletromagnetismo. São Paulo: Instituto de Física – USP. 1998.
Primeira lei de Ohm – Athos electronics.

Hugo Shigueo Tanaka
Por Hugo Shigueo Tanaka

Divulgador Científico e co-fundador do canal do YouTube Ciência em Si. Historiador da Ciência. Professor de Física e Matemática. Licenciado em Física pela Universidade Estadual de Maringá (UEM). Mestre em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM). Doutorando em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM).

Exercícios resolvidos

1. [Uerj]

Em um experimento, quatro condutores, I, II, III e IV, constituídos por metais diferentes e com mesmo comprimento e espessura estão submetidos à tensão elétrica. O gráfico abaixo aprensenta a variação da tensão U em cada resistor e função da corrente elétrica i.

O condutor que apresenta a maior resistividade elétrica é:
a) I
b) II
c) III
d) IV

A resistividade é diretamente proporcional à resistência elétrica, de acordo com a segunda lei de Ohm.
A inclinação de cada curva do gráfico fornece a resistência elétrica. Dessa forma, a curva mais inclinada, tem a maior resistência elétrica e a maior resistividade. Assim, a resposta correta é a alternativa A.

2. [Uece]

USB é a sigla para Universal Serial Bus. Esta sigla se tornou bastante conhecida com a popularização de telefones celulares. Trata-se de uma tecnologia para conexão de dispositivos como teclados, impressoras, carregadores de celular, dentre outros. Pode-se usar a porta USB de um computador também como uma fonte de energia para ligar componentes eletrônicos como, por exemplo, um resistor. O padrão USB 2.0 fornece 5 V de tensão e até 500 mA de corrente. O menor valor de resistência, em Ohms, que pode ser ligada de modo segura em uma porta USB 2.0 é:
a) 0,1
b) 2500
c) 10
d) 100

Analisando o exercício temos os seguintes dados:
U = 5V
i = 10-3A
Pela primeira lei de Ohm:
V = RI
5 = R(1010-3)
R = 10 ?

Alternativa correta: C

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