Resistência elétrica

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Eletromagnetismo
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Eletricidade · Magnetismo
Grupo de resistores.

Resistência elétrica é a capacidade de um corpo qualquer se opor à passagem de corrente elétrica mesmo quando existe uma diferença de potencial aplicada. Seu cálculo é dado pela Primeira Lei de Ohm, e, segundo o Sistema Internacional de Unidades (SI), é medida em ohms.1

Quando uma corrente elétrica é estabelecida em um condutor metálico, um número muito elevado de elétrons livres passa a se deslocar nesse condutor. Nesse movimento, os elétrons colidem entre si e também contra os átomos que constituem o metal. Portanto, os elétrons encontram uma certa dificuldade para se deslocar, isto é, existe uma resistência à passagem da corrente no condutor. Para medir essa resistência, os cientistas definiram uma grandeza que denominaram resistividade elétrica.

Os fatores que influenciam na resistividade de um material são:

  • A resistividade de um condutor é tanto maior quanto maior for seu comprimento.
  • A resistividade de um condutor é tanto maior quanto menor for a área de sua seção transversal, isto é, quanto mais fino for o condutor.
  • A resistividade de um condutor depende do material de que ele é feito.
  • A resistividade de um condutor depende da temperatura na qual ele se encontra.

Esses fatores que influenciam a resistividade de um condutor podem ser resumidos pela Segunda Lei de Ohm

R=\rho{\ell \over A}

sendo que:

ρ é a resistividade elétrica do condutor(em ohm metros, Ωm);
R é a resistência elétrica do material(em ohms, Ω);
\ell é o comprimento do condutor (medido em metros);
A é a área da seção do condutor (em metros quadrados, m²).

Essa relação vale apenas para materiais uniformes e isotrópicos, com seções transversais também uniformes. Veja a tabela de resistividade para cada material condutor na definição de resistividade.

Índice

Efeito Joule [editar]

Um condutor metálico, ao ser percorrido por uma corrente elétrica, se aquece. Num ferro de passar roupa, num secador de cabelos ou numa estufa elétrica, o calor é produzido pela corrente que atravessa um fio metálico. Esse fenômeno, chamado efeito Joule, deve-se aos choques dos elétrons contra os átomos do condutor. Em decorrência desses choques dos elétrons contra os átomos do retículo cristalino, a energia cinética média de oscilação de todos os átomos aumenta. Isso se manifesta como um aumento da temperatura do condutor. O efeito Joule é a transformação de energia elétrica em energia térmica.

Associação de resistores em série [editar]

O resistor equivalente é calculado pela fórmula Rt= R1 + R2 + ... (está formula só é valida para associação de resistências em série) trocando em miúdos o valor da resistência equivalente é a soma dos valores da resistência. Num circuito onde tenhamos duas resistências sendo R1 com valor de 100 Ohms e R2 com valor de 20 Ohms, portanto o valor da resistência total é de 120 Ohms, utilizando a formula teremos Rt= 100 + 20 Caso haja mais de dois resistores em série basta acrescentar os demais na fórmula e através de uma simples soma obtemos o valor da resistência equivalente:

R_{eq} = R_1+R_2+...+R_n

Vale a pena lembrar que a corrente elétrica (I) permanece a mesma em todo o circuito, não variando seu valor nas extremidades dos resistores, mas isso é válido apenas para o circuito em série, no circuito em paralelo a corrente (I) diminui, porém a tensão ou ddp (V) permanece a mesma para todos os resisitores.

Associação de resistores em paralelo [editar]

Os resistores podem ser combinados basicamente em três tipos de associações: em série, em paralelo ou ainda em associação mista, que é uma combinação das duas formas anteriores. Qualquer que seja o tipo da associação, esta sempre resultará numa única resistência total, normalmente designada como resistência equivalente - e sua forma abreviada de escrita é Req ou Rt. Características fundamentais de uma associação em paralelo de resistores:

  • mais de um caminho para a corrente elétrica;
  • A corrente elétrica se distribui entre os componentes do circuito;
  • A corrente total que circula na associação é o somatório da corrente de cada resistor;
  • O funcionamento de cada resistor é independente dos demais;
  • A diferença de potencial (tensão elétrica) é a mesma em todos os resistores;
  • O resistor de menor resistência será aquele que dissipa maior potência.

A fórmula para o calculo de qualquer circuito paralelo com qualquer quantia de resistores e qualquer valor é a que se segue abaixo:

R_{eq} = R_1 || R_2 = \frac {R_1.R_2}{R_1+R_2}

Caso os valores dos resistores sejam iguais, a resistência equivalente é igual ao valor de uma das resistências dividido pelo número de resistores utilizados

R.eq. = R / N

onde N = Número de resistores, em outras palavras,

A Resistência Equivalente com dois resistores de valores diferentes pode ser definido da seguinte forma:

R_{eq} = R_1 || R_2 = \frac {R_1.R_2}{R_1+R_2}

Para mais de dois resistores associados em paralelo deve-se aplicar a seguinte equação:

 \frac {1}{R_{eq}} =  \frac {1}{R_1} + \frac {1}{R_2} + \frac {1}{R_3} + \frac {1}{R_n}

Ver também [editar]

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Referências

  1. http://scienceworld.wolfram.com/physics/Resistivity.html Resistivity -- from Eric Weisstein's World of Physics