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Eletricidade Aplicada Revisão – Leis de Ohm A resistência é a característica elétrica dos materiais, que representa a oposição à passagem da corrente elétrica. Essa oposição à condução da corrente elétrica é provocada principalmente, pela dificuldade dos elétrons livres se movimentarem pela estrutura atômica dos materiais. RESISTÊNCIA 2 A unidade de medida da resistência é o ohm, cujo símbolo é a letra grega maiúscula ômega (Ω). O símbolo usado em diagramas de circuitos para representar a resistência aparece na Figura 1, juntamente com a abreviatura para esta mesma grandeza (R). RESISTÊNCIA 3 A resistência de qualquer material de seção reta uniforme é determinada pelos quatro seguintes fatores: I. Material; II. Comprimento; III. Área da seção reta; IV. Temperatura. RESISTÊNCIA 4 Os condutores que permitem um grande fluxo de carga com uma pequena tensão externa têm valores de resistências baixas, enquanto os isolantes têm valores elevados de resistência. Também, quanto maior o caminho que a carga tem de percorrer, maior o valor da resistência, ao passo que quanto maior a área, menor a resistência. RESISTÊNCIA 5 À medida que aumenta a temperatura da maioria dos condutores, aumenta o movimento das partículas de sua estrutura molecular, fazendo com que aumente a dificuldade de deslocamento dos portadores livres, o que aumenta o valor da resistência. A uma temperatura fixa de 20º C (temperatura ambiente), a resistência está relacionada a outros três fatores por: RESISTÊNCIA 6 Resistores Título da Aula 7 Resistores são componentes eletrônicos cuja principal finalidade é controlar a passagem de corrente elétrica. Denomina-se resistor todo condutor, no qual a energia elétrica consumida é transformada exclusivamente, em energia térmica. Segunda lei de Ohm A constante ρ (resistividade) é diferente para cada material. Seu valor é dado e ohms-metros no sistema SI. A Tabela 1 mostra alguns valores típicos de ρ. RESISTÊNCIA 8 2ª lei de Ohm Título da Aula 9 A Quanto maior o comprimento do fio , maior a resistência elétrica do fio; quanto maior a área A de secção, menor a resistência; materiais com entre 10-8 e 10-6 Ω m são condutores; materiais com entre 1010 e 1016 Ω m são isolantes. Constante de proporcionalidade : indica a resistividade do material. A resistência elétrica depende de três fatores: comprimento do fio; área de secção transversal A; material de que o fio é feito. Quanto maior o comprimento do fio , maior a resistência elétrica do fio; quanto maior a área A de secção, menor a resistência; materiais com entre 1010 e 1016 Ω m são isolantes. materiais com entre 10-8 e 10-6 Ω m são condutores; RESISTÊNCIA 10 RESISTÊNCIA 11 30 m Efeitos daTemperatura A resistividade dos materiais depende da temperatura. Assim, uma outra característica dos materiais é o coeficiente de temperatura, que mostra de que forma a resistividade e, consequentemente, a resistência variam com a temperatura. RESISTÊNCIA 12 Uma analogia para um circuito elétrico simples é um sistema constituído de uma mangueira com água conectada a uma válvula de pressão. A ausência de pressão resulta em um sistema sem movimentação de água. Da mesma forma, a ausência de uma tensão em um circuito elétrico não fará circular nenhuma corrente. 1ª LEI DE OHM 13 A corrente é uma reação à tensão aplicada, portanto quanto maior a tensão aplicada num mesmo circuito, resultará em uma corrente maior. O fator que relaciona a tensão e a corrente em um circuito é a resistência é: (temperatura constante) 1ª LEI DE OHM 14 1ª LEI DE OHM 15 FIGURA 4.2 Circuito Básico. slide 16 1ª LEI DE OHM 17 O gráfico em linha reta da Figura 2, indica que a resistência não varia com os níveis de tensão e corrente; ao contrário; ela é uma grandeza que se mantém fixa. Através deste gráfico, qualquer valor de corrente ou tensão pode ser determinado quando se conhece uma das grandezas envolvidas. GRÁFICO DA LEI DE OHM 18 1ª lei de Ohm Para um condutor mantido a temperatura constante, a corrente elétrica i é diretamente proporcional a diferença de potencial U. R = U/i Unidade (SI) – Ohm (Ω) Título da Aula 19 Título da Aula 20 Potência dissipada Efeito Joule: potência dissipada na forma de calor no resistor e exemplo Um resistor, submetido à diferença de potencial de 8,0 V, é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i = 0,4 A. Determine: a) a potência dissipada por esse resistor; b) a potência dissipada por esse resistor quando ele é percorrido por uma corrente de intensidade i = 2,0 A, supondo que sua resistência seja constante 21 22 b) Primeiramente, devemos encontrar o valor da resistência elétrica que é dado pela expressão: Em seguida, substituem-se os valores Agora utilizamos a expressão: Substituindo os valores, temos: P = 20 . 22 P = 80 W
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