Eletricidade e Mecânica

1. Eletricidade e Mecânica UNIDADE 2 – Lei de Ohm Objetivo: Conhecer a relação entre tensão elétrica, corrente elétrica e resistência elétrica. Conceito de resistência elétrica PRIMEIRA LEI DE OHM RESISTÊNCIAS FIXAS RESISTÊNCIAS VARIÁVEIS OHMÍMETRO SEGUNDA LEI DE OHM

2. Conceito de resistência elétrica A resistência elétrica nada mais é do que a oposição à passagem de elétrons livres pela rede cristalina. Pode ser comparada a entulho no interior de um cano onde flui água. É representada pela letra R. A resistência é representada da seguinte forma nos circuitos. R R A resistência elétrica depende basicamente da natureza dos materiais, suas dimensões e temperatura. A interação dos elétrons com os elementos da rede cristalina, transferem energia e estes vibram aumentando a temperatura. A liberação de temperatura é chamada de efeito Joule.

3. PRIMEIRA LEI DE OHM Podemos verificar a Lei de Ohm através do seguinte experimento: Monta-se o circuito constituído de uma fonte CC e um resistor ôhmico montado em série. Observe que a fonte de tensão é variável Coloca-se os amperímetro e voltímetro para medir-se as corrente e tensão sobre o resistor; Varie a tensão na fonte e anote a corrente e a tensão no resistor plotando um gráfico VxI. A + V R V I - Se o Resistor for ôhmico Se for não ôhmico

4. PRIMEIRA LEI DE OHM Exemplo 1: A ddp entre as extremidades de um resistor por onde passa uma corrente elétrica de 15 mA é de 10 V. Qual é a sua resistência. I + E R -

5. PRIMEIRA LEI DE OHM Exemplo 2: Sabendo-se que E=22 V e R=25kW, qual deve ser a corrente I que circula pelo circuito abaixo I + E R -

6. Condutância Expressa a facilidade com que a corrente elétrica pode atravessar os condutores. É inversamente proporcional à resistência. ou Curto -Circuito A corrente elétrica tem a tendência de fluir pelo condutor de menor resistência, portanto se houver um fio em paralelo com um resistor a corrente passará por este fio (bom condutor) por possuir menor resistência. I + V R -

7. RESISTÊNCIAS FIXAS Diversos dispositivos são fabricados para atuarem como resistências fixas em um circuito elétrico. Normalmente os resistores mantêm a resistência constante em condições normais. Há diversos tipo, entre os quais: filme metálico, filme carbono, fio, SMD (SurfaceMountingDevice) significa Dispositivo de Montagem em Superfície.

8. Código de cores O valor da resistência dos resistores comerciais podem ser lidas pelos códigos de cores conforme pode-se ver abaixo e na tabela ao lado. R=25 x 103W = 25 kW

9. RESISTÊNCIAS VARIÁVEIS São resistências que podem ser ajustadas manualmente. Estas resistências podem variar de forma linear ou logarítmica. Representação esquemática no circuito.

10. SEGUNDA LEI DE OHM A resistência elétrica é uma grandeza macroscópica, pois pode ser medida com ohmímetro assim como a tensão pelo voltímetro e a corrente pelo amperímetro. Ligada à resistência elétrica a uma outra grandeza de características microscópicas relacionadas com o tipo de material que o compõe. Esta grandeza é a resistividade. A resistência de um material é diretamente proporcional à resistividade. Sua Unidade é: Outras características físicas que interferem na resistência de um condutor são o comprimento e a área da secção transversal.

11. SEGUNDA LEI DE OHM

12. SEGUNDA LEI DE OHM Tabela de resistividade de alguns materiais.

13. SEGUNDA LEI DE OHM Exemplo 1: Qual é a resistência de um fio de Nichrome, sabendo-se que o seu comprimento é de 10 m e a o raio é de 2 mm. A resistividade do Nichrome é: Área da secção transversal fio cilíndrico:

14. SEGUNDA LEI DE OHM Exemplo 2: Deseja-se montar uma resistência de 10 W com um fio de carbono com secção transversal quadrada de 1 mm de aresta. Qual deve ser o comprimento do fio. aresta: Área do quadrado:

15. É o fim