Tópicos de Física 3 - Parte 1-181-183

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179TÓPICO 2 | TENSÃO ELÉTRICA E RESISTÊNCIA ELÉTRICA
No interior do metal há um número muito grande de elétrons livres, todos 
comportando-se, aproximadamente, como o elétron da figura anterior. Nestas 
condições, a passagem da corrente elétrica através de um condutor metálico faz 
com que os elétrons livres, nas suas colisões com os átomos “fixos”, transfiram 
a estes átomos parte da energia elétrica que receberam do campo elétrico (esta-
belecido no interior do condutor pela tensão U). O aumento da energia de vibração 
dos átomos da rede cristalina do metal nada mais é que o aumento da energia 
térmica ocorrido nesse condutor.
Há várias maneiras de simbolizar um resistor. As usuais são as seguintes:
3. Efeito Joule
Em um resistor percorrido por uma corrente elétrica, a conversão da energia 
elétrica em energia térmica é tradicionalmente conhecida por Efeito Joule. Em 
qualquer elemento de circuito no qual exista alguma resistência elétrica (desejá-
vel ou não), essa conversão fatalmente ocorrerá, sempre que houver corrente 
elétrica atravessando o referido elemento. Esse é o motivo do aquecimento dos 
fios, como vimos na abertura do tópico.
O Efeito Joule é o princípio de funcionamento de muitos dispositivos, como 
o chuveiro elétrico, o ferro elétrico e a lâmpada de incandescência; em outros 
casos, ele é inconveniente e procura-se atenuá-lo ao máximo, como acontece 
nas resistências dos enrolamentos internos dos motores elétricos e nos fios de 
transmissão de energia elétrica a grandes distâncias (como das usinas até os 
centros consumidores).
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 Em dispositivos como o chuveiro elétrico, ferro elétrico e lâmpada incandescente, o Efeito 
Joule é fator fundamental para o bom funcionamento do aparelho. Imagens fora de escala.
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 Em linhas de transmissão e em motores elétricos, por exemplo, o Efeito Joule é indesejável.
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180 UNIDADE 2 | ELETRODINÂMICA
Como já sabemos, nos condutores sólidos o efeito é decorrente das colisões 
entre os elétrons livres (elétrons de condução) e as partículas “fixas” da rede 
cristalina. Nos condutores eletrolíticos, a degradação da energia elétrica em tér-
mica decorre, em parte significativa, das resistências viscosas sofridas pelos íons 
que se deslocam no interior do líquido. Nos condutores gasosos, a degradação é 
devida, predominantemente, às colisões entre as suas partículas (colisões que 
não chegam a excitar eletronicamente essas partículas).
4. 1
a
 Lei de Ohm
No estudo do comportamento microscópico dos condutores elétricos, fomos 
apresentados aos conceitos de corrente elétrica e de diferença de potencial. Es-
tudamos também o comportamento de um resistor em um circuito. Vamos, ago-
ra, estabelecer uma importante relação entre esses conceitos.
Seja um condutor metálico submetido, sucessivamente, a tensões elétricas 
diferentes e constantes (em relação ao tempo), U1, U2,..., Un; sejam i1, i2,..., in, as 
intensidades de corrente elétrica correspondentes. Desde que todas essas medi-
das sejam obtidas sob uma mesma temperatura, verifica-se que:
U
i
U
i
…
U
i
constante1
1
2
2
n
n
5 5 5 5
Esta razão constante entre a tensão (U ) e a intensidade de corrente elétrica (i ) 
é a resistência elétrica (R) do condutor metálico.
U
i
R U Ri⇒5 5
Na verdade, esta razão constante acontece apenas com uma classe de resisto-
res, os denominados condutores lineares, que são resistores formados a partir de 
metais, carvão e condutores eletrolíticos.
Para a classe dos condutores lineares, é, portanto, verdadeira a proposição 
seguinte, conhecida como a 1a Lei de Ohm.
A razão entre a tensão elétrica e a intensidade de corrente elétrica num tre-
cho de circuito de fio condutor, para uma mesma temperatura, é constante.
Os resistores que satisfazem a 1a Lei de Ohm também são chamados de re-
sistores ôhmicos.
NOTA!
É comum que, em situa-
ções reais, um resistor 
metálico seja aquecido 
enquanto conduz corren-
te elétrica e, devido a essa 
variação de temperatura, 
deixe de apresentar resis-
tência elétrica constante. 
Veremos a seguir a causa 
desse aquecimento e qual 
a relação entre a resistên-
cia de um resistor metá-
lico e sua temperatura. 
NOTA!
Alguns múltiplos impor-
tantes:
1 kV 5 1 ? 103 V
1 MV 5 1 ? 106 V
NOTA!
A resistência de um resistor linear (aquele que obedece à 1a Lei de Ohm) é indepen-
dente dos valores da tensão U e da intensidade de corrente i.
No Sistema Internacional de unidades, a unidade de resistência elétrica é o 
ohm, cujo símbolo é V, e é definida como sendo a resistência elétrica de um con-
dutor que, suportando uma tensão de 1 V, é atravessado por uma corrente elétri-
ca de intensidade 1 A.
V 51 1 V
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181TÓPICO 2 | TENSÃO ELÉTRICA E RESISTÊNCIA ELÉTRICA
5. Curva característica de um condutor linear
A curva característica de um condutor é a curva que representa graficamente 
a função U 5 f(i), que relaciona a tensão elétrica aplicada nos extremos do con-
dutor com a intensidade da corrente elétrica que o atravessa.
Para um condutor linear, à temperatura constante, vimos que vale a 1a Lei de 
Ohm, U 5 R i, em que R é constante. Nesse caso, obteremos uma reta, de coefi-
ciente angular positivo, passando pela origem do sistema.
O coeficiente angular da reta U 5 R i representa a resistência elétrica R cons-
tante do condutor.
A parte negativa ilustra o seguinte fato: invertendo-se a tensão aplicada 
(U' 5 VA 2 VB, com VA , VB), inverte-se também o sentido da corrente (i . 0 ⇒ i' , 0).
Um modelo mecânico para a eletricidade
Consideremos um plano inclinado com pregos em sua superfície. Quando pequenas esferas são soltas 
na parte superior do plano inclinado, iniciam uma movimentação com um sentido preferencial.
Podemos nos referir a essa movimentação como uma correnteza de esferas.
Durante a movimentação, as pequenas esferas sofrem muitas e frequentes colisões com os pregos do 
plano inclinado e mesmo entre si. Tais choques representam uma certa dificuldade para a movimentação 
das esferas.
Ampliando o olhar
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 Curva característica de um condutor linear.
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