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Você conhece a lei de Ohm?

Neste artigo, iremos examinar os princípios fundamentais da Lei de Ohm, um conceito essencial na eletricidade que descreve a relação entre a corrente elétrica, a tensão e a resistência em circuitos elétricos.

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Introdução

De acordo com a Lei de Ohm, a corrente elétrica (i) que passa por um condutor é diretamente proporcional à diferença de potencial (V) aplicada a ele e inversamente proporcional à resistência (R) desse condutor. Essa relação é expressa pela equação matemática

   

Essa lei é essencial para a compreensão e análise de circuitos elétricos. Ela permite calcular a corrente elétrica que fluirá por um circuito quando a diferença de potencial e a resistência forem conhecidas, ou então calcular a resistência de um componente se a diferença de potencial e a corrente forem conhecidas.

A Lei de Ohm é amplamente aplicada em diversos campos, desde eletrônica básica até engenharia elétrica avançada.

Ela serve como base para a compreensão de conceitos mais complexos relacionados à eletricidade, como circuitos em série, circuitos em paralelo e leis de Kirchhoff.

Entendendo as grandezas da Lei de Ohm

Nessa lei, a diferença de potencial (V) é a energia elétrica por unidade de carga que é fornecida ou consumida em um circuito. É medida em volts e representa a “pressão” ou a “força impulsionadora” que faz a corrente elétrica fluir através de um condutor.

A corrente elétrica (i) é a taxa de fluxo de carga elétrica em um circuito. Ela é medida em ampères e indica a quantidade de carga que passa por um ponto em um determinado intervalo de tempo. A corrente é diretamente proporcional à diferença de potencial aplicada a um circuito e inversamente proporcional à resistência presente nesse circuito.

A resistência (R) representa a oposição ao fluxo da corrente elétrica. É medida em ohms e depende das características físicas do material condutor, como seu comprimento, área de seção transversal e resistividade. Quanto maior a resistência, menor será a corrente elétrica que fluirá por um circuito, para uma dada diferença de potencial.

A equação estabelece a relação fundamental entre a diferença de potencial, a corrente elétrica e a resistência em um circuito. Ela nos permite calcular qualquer uma dessas grandezas se as outras duas forem conhecidas.

Essa lei é muito útil na solução de problemas práticos relacionados a circuitos elétricos, seja para determinar a corrente elétrica que flui em um componente, como um resistor, ou para calcular a resistência necessária para limitar a corrente em um determinado valor.

Uma figura muito conhecida, ilustra bem a relação entre essas grandezas:

Resistores

Um resistor é um componente eletrônico projetado para ter uma resistência específica. Sua função principal é limitar ou controlar a corrente elétrica em um circuito.

Os resistores são frequentemente representados por um símbolo universal que se parece com um retângulo com um terminal em cada extremidade.

De acordo com a Lei de Ohm, a corrente elétrica que flui através de um resistor é diretamente proporcional à diferença de potencial aplicada e inversamente proporcional à resistência do resistor.

Isso significa que, se a resistência de um resistor aumentar, a corrente diminuirá para uma mesma diferença de potencial, e vice-versa.

Os resistores são amplamente utilizados em circuitos eletrônicos por diversos motivos, como:

1. Limitar a corrente: Ao fornecer uma resistência adequada, um resistor pode limitar a quantidade de corrente que flui em um componente específico ou em todo o circuito, evitando danos causados por correntes excessivas.
2. Divisor de tensão: Ao combinar resistores em série, é possível criar um divisor de tensão, onde a tensão total é distribuída proporcionalmente entre os resistores. Isso é útil para fornecer tensões diferentes para diferentes componentes de um circuito.
3. Ajuste de níveis de sinal: Resistores variáveis, também conhecidos como potenciômetros ou trimpots, permitem ajustar os níveis de sinal em um circuito, como o volume de um amplificador ou o brilho de uma tela.
4. Polarização de transistores: Resistores são usados para polarizar transistores, garantindo que eles operem corretamente dentro de sua faixa de operação ideal.

Os resistores são classificados de acordo com sua resistência nominal e potência máxima suportada. A resistência é medida em ohms (Ω) e a potência é medida em watts (W).

Resistores também têm uma tolerância, que indica o quanto a resistência real pode variar em relação ao valor nominal.

Existem diferentes tipos de resistores disponíveis, incluindo resistores de filme de carbono, resistores de filme metálico, resistores de fio e resistores SMD (Surface Mount Device). Cada tipo tem suas características e aplicações específicas.

Aplicação da Lei de ohm

A aplicação da Lei de Ohm pode ser observada em diversos contextos, como:

1. Cálculos de tensão, corrente e resistência: É possível usar a Lei de Ohm para calcular qualquer um dos três parâmetros quando os outros dois são conhecidos. Por exemplo, se você conhece a tensão e a resistência de um circuito, pode calcular a corrente que passa por ele, e assim por diante.
2. Projeto de circuitos: A Lei de Ohm é crucial no projeto de circuitos elétricos e eletrônicos. Ao conhecer a tensão de operação e a corrente necessária para cada componente, você pode dimensionar as resistências adequadas para garantir o funcionamento correto do circuito.
3. Cálculos de potência: A partir da Lei de Ohm, podemos derivar uma fórmula para calcular a potência elétrica em um circuito:

Onde:

• P é a potência elétrica, medida em watts (W);
• V é a tensão em Volt (V);
• i é a corrente elétrica em Ampere (A).

4. Segurança elétrica: A Lei de Ohm também é importante em aplicações práticas para garantir a segurança dos dispositivos e circuitos elétricos. Ao conhecer a resistência de um circuito, podemos calcular a corrente que fluirá através dele sob uma determinada tensão. Isso é relevante para garantir que os componentes e fiações utilizados possuam a capacidade de lidar com a corrente elétrica sem riscos de superaquecimento ou danos.

Lembrando que a Lei de Ohm é uma simplificação que se aplica somente a circuitos resistivos lineares. Em circuitos mais complexos, como aqueles com componentes reativos (indutores e capacitores) ou não-lineares (diodos, transistores, etc.), outras leis e princípios elétricos também precisam ser considerados.

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