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Resistividade, ρ Resistividade é uma propriedade do material Dependente do número de elétrons livres ou da mobilidade elétrica das cargas (elétrons) no material. Depende da mobilidade das cargas Mobilidade é relacionada com a velocidade das cargas. É uma característica de cada material e depende da frequência e tensão aplicada que são responsáveis pelo movimento das cargas e da variação de temperatura. [Ω.m] Resistividade de alguns materiais na temperatura ambiente (20°C) Material Resistividade(Ω..m) Aplicação Prata 1,59x10-8 Condutor Cobre 1,68x10-8 Condutor Aluminio 2,5x10-8 Condutor Ouro 2,45x10-8 Condutor Carbono (Grafite) 3-60x10-5 Condutor Germanio 0,46 Semicondutor Silício 640 Semicondutor Papel 108 Isolante Vidro 1011 Isolante Teflon 10x1022 Isolante Resistência, R Resistência obtida com as dimensões físicas do material. onde: L é o comprimento do material no qual as cargas devem se deslocar [m] A é a área da seção reta em que as cargas atravessam durante o movimento [m²] R=ρ L A [Ω] [Ω] Lei de Ohm (característica elétrica de alguns materiais) A diferença de potencial ou tensão entre os terminais de um resistor é proporcional a corrente que atravessa este resistor. Unidade (Volt = Ampére . Ohm): V = A.Ω onde (Ampére = Coulomb/segundo) A = C/s v=iR [V] Componente que obedece a Lei de Ohm (material ohmico) Componentes que não obedecem a Lei de Ohm (material não ohmico) Gráficos de Corrente (I) versus tensão (V) de componentes ohmico e não ohmicos [A] [A] [V] [V] Resistor ohmico e fio real Resistor ohmico e fio ideal Curto Circuito Se o resistor for perfeito (supercondutor) (ou estiver em curto circuito) R = 0 Ω, onde v = iR = 0 V não se pode calcular a quantidade de corrente passando pelo resistor pela Lei de Ohm. Circuito aberto Se o resistor é um isolante perfeito, R = ∞ Ω então: não tem como calcular a diferença de potencial ou tensão aplicada nos terminais do resistor pela lei de Ohm. [A] Condutância, G Condutância é o inverso da resistência G = R-1 = i/v Unidade de condutância S (siemens) ou (mhos) G = Aσ/L onde σ é condutividade [S/m], que é o inverso da resistividade [Ω.m], ρ [S] [S] [S] Potência dissipada pelo Resistor p = iv = i(iR) = i2R p = iv = (v/R)v = v2/R p = iv = i(i/G) = i2/G p = iv = (vG)v = v2G [W] [W] [W] [W] UNIDADE de Potência WATT [W] Potência (continuação) Sendo R e G sempre números reais positivos. Potência dissipada no resistor é sempre positiva A potência dissipada pelo resistor não é uma função linear em ralação a corrente do resistor ou a tensão nos terminais do resistor. Esta potência é correlacionada com o calor desprendido do resistor. Quando o resistor fica quente é porque absorveu energia elétrica da fonte conectada a este resistor ou seja dissipou potência. Curto circuito e circuito aberto Não tem potência dissipada num curto circuito. Não tem potência dissipada num circuito aberto. psc=v 2R=(0V)2 (0Ω)=0W poc=i 2 /R=(0A)2/(∞Ω)=0W Sumário Resistividade é propriedade do material. Já a geometria do material determina sua resistência. Lei de Ohm: a diferença de potencial necessária para se obter uma dada corrente passando no resistor é dada por v = i R. Lembre Volt = Joule / Coulomb = Força . Distância / Coulomb. Não tem potência (é nula) num curto circuito ou circuito aberto. No curto circuito não tem tensão entre os terminais e no circuito aberto não tem corrente. Condutância (condutividade) é o inverso da resistência (resistividade). Sumário (continuação) A potência dissipada no resistor pode ser calculada: A potência dissipada num resistor não é linear com a corrente do resistor ou a tensão nos terminais do resistor. p=v2 /R p=i 2R p=v2G p=i 2/G [W] [W] [W] [W] Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14
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