Aula 6- 3° ano

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ESCOLA ESTADUAL CARMO GIFFONI Disciplina: Física
 Rua do Colar, 85 - Jatobá Professora: Daniela Ribeiro
 Belo Horizonte- MG Ensino Médio
	UNIDADE(S) TEMÁTICA(S): Eixo Temático VI: Eletricidade e Magnetismo – Tema 14: Eletrostática.
	OBJETO DE CONHECIMENTO: 45. Resistencia elétrica
	HABILIDADE(S): 45.1. Compreender o conceito de resistência elétrica e suas aplicações.
Resistência Elétrica
É definida como a capacidade que um corpo tem de opor-se à passagem da corrente elétrica quando submetido a uma diferença de potencial.  Isto é conseguido através de resistores que transformam a energia elétrica em energia térmica. 
Ela deve-se ao fato de que o movimento dos elétrons ocorre de forma desordenada nos condutores, por isso eles colidem entre si e com os demais átomos que formam o condutor. Quanto maior for o número de colisões, maior será a dificuldade que a corrente elétrica terá de atravessar o condutor. Essa dificuldade é o que caracteriza a resistência elétrica.
Alguns fatores que determinam a resistência elétrica de um condutor são:
Área de secção transversal: quanto mais largo o condutor, mais facilmente os elétrons passarão por ele, o que causará diminuição na resistência;
Comprimento: se um condutor for muito extenso, maior será o caminho a ser percorrido pelos elétrons, aumentando a possibilidade de choques e causando perda de energia durante o percurso. Dessa forma, quanto maior for o comprimento, maior será a resistência;
Material que o constitui: os materiais que possuem maior quantidade de elétrons livres são os que oferecem maior facilidade para a passagem da corrente, portanto, uma menor resistência elétrica.
Efeito Joule
Ocorre quando algum aparelho elétrico com um resistor é atravessado por uma corrente elétrica, convertendo a energia elétrica em energia térmica.
As constantes colisões que ocorrem entre os elétrons e os átomos que compõem a estrutura cristalina do corpo fazem com que sua temperatura aumente, fazendo com que parte da energia elétrica contida nos portadores de carga seja convertida em calor.
Quando uma corrente elétrica passa por um resistor, este converte energia elétrica em energia térmica. O resistor dissipa a energia em forma de calor. 
 
Joule foi o cientista que primeiramente percebeu de maneira quantitativa como funciona o calor produzido por um resistor. A lâmpada de filamento incandescente funciona graças ao efeito Joule - o filamento aquece com a passagem da corrente elétrica e libera energia em forma de luz e calor.
Outro exemplo são os aquecedores. Todos os aquecedores elétricos fundamentam-se no efeito Joule, independente de sua finalidade: um fogão elétrico, aquecedor elétrico, ferro de passar roupa, chuveiro elétrico, etc.
 
Temos duas formas para calcular a resistência elétrica:
a) Pela Primeira Lei de Ohm 
Postula que um condutor ôhmico (resistência constante) mantido à temperatura constante e a intensidade (i) de corrente elétrica que passa por ele será proporcional à diferença de potencial (ddp) aplicada entre suas extremidades, ou seja, sua resistência elétrica é constante. 
Ao aplicar-se uma tensão U, em um condutor qualquer se estabelece nele uma corrente elétrica de intensidade i. Para a maior parte dos condutores estas duas grandezas são diretamente proporcionais, ou seja, conforme uma aumenta o mesmo ocorre à outra. Desta forma:
Dessa forma:
A esta constante chama-se resistência elétrica do condutor (R), que depende de fatores como a natureza do material. Quando esta proporcionalidade é mantida de forma linear, chamamos o condutor de ôhmico, tendo seu valor dado por:
b) Pela Segunda Lei de Ohm
A resistência elétrica R é uma propriedade do corpo que é percorrido por uma corrente elétrica. Essa propriedade depende de fatores geométricos, como o comprimento ou a área transversal do corpo, mas também depende de uma grandeza chamada de resistividade. Tal grandeza relaciona-se exclusivamente ao material do qual um corpo é formado. A lei que relaciona a resistência elétrica a essas grandezas é conhecida como segunda lei de Ohm. 
Onde,
R – resistência elétrica (Ω);
ρ – resistividade (Ω.m);
L – comprimento (m);
A – área transversal (m²).
Observação: Resistência e Resistividade são coisas diferentes. A resistência está associada ao corpo, enquanto a resistividade, por sua vez, se relaciona com o material de que é feito esse corpo. 
	Vamos fazer alguns exemplos de resistência elétrica
1) Um resistor, quando submetido a uma tensão de 40 V, é atravessado por uma corrente elétrica de intensidade 10 A. Quando a corrente que o atravessa for igual a 4 A, qual será a tensão elétrica nesse resistor?
Resolução:
Primeiramente, precisamos descobrir a resistência elétrica, visto que, para cada circuito, a resistência elétrica será constante (não se altera). Logo:
Substituindo os valores dados no exercício:
Como a resistência é constante, para qualquer valor de corrente elétrica, a resistência será 4Ω. Dessa forma, quando a corrente for de 4A, vamos ter a seguinte tensão:
Substituindo a resistência encontrada anteriormente e a corrente elétrica:
2) Determine a resistência elétrica de um fio condutor de 20 metros de comprimento, com área transversal de 8 mm² e resistividade igual a 1,7.10-8 Ω.m.
Resolução:
Usando a fórmula de resistência elétrica, teremos:
Substituindo os valores:
Resolvendo:
Resolvendo a divisão de potência de mesma base:
 
Dividindo 34 por 8, teremos a resistência:
Agora é com você. Faça os exercícios das semanas 3 e 4 do PET- Volume 3, que estão abaixo.
1) Uma lâmpada em um circuito esta submetida a uma tensão de 8,0 V, a corrente que atravessa a lâmpada e de 2,0 A.
a) Determine a resistência R da lâmpada.
b) Se a fonte de tensão do circuito for substituída por uma associação de pilhas com tensão de 4,5 V, qual será a corrente do circuito?
c) Um amperímetro é ligado ao sistema, após haver outra troca de fonte no circuito e mede uma corrente de 1,5 A. Qual será a tensão da fonte conectada ao circuito?
2) Seja um resistor de material condutor. Ao aumentarmos o comprimento de um resistor, sem variarmos outros parâmetros, tais como área ou resistividade, espera-se que sua:
a) resistividade aumente.
b) resistência elétrica diminua.
c) resistividade diminua.
d) resistência elétrica aumente.
3 — Um cabo feito de alumínio possui área de seção transversal correspondente a 1,0 × 10 -7 m². Consulte na tabela 1 o valor da resistividade do cabo e determine a resistência, em ohms, para 6 m desse fio.
a) 1,68 × 10²
b) 2,05 × 10-2
c) 1,68
d) 1,68 × 10-2
4) Em um circuito simples foi inserida uma fonte de 12 volts e um resistor de 230 ohms. Determine:
a) O valor da tensão registrada no voltímetro da figura.
b) A corrente elétrica registrada pelo amperímetro colocado no circuito.
c) Se o resistor for trocado por um que tenha o dobro do inicial, sem mudar as outras características, qual será a nova corrente registrada pelo amperímetro?