Lei de Ohm

UNIVERSIDADE FEDERAL DO TRIÂNGULO MINEIRO

Instituto de Ciências Tecnológicas e Exatas

Filipe Guilherme Faria França

Henrique Barreiro Kaefer

Isabella Mendonça de Santis

João Vitor Matos Monteiro

Renan Carvalho da Silva

Victória Hebling Arroyo

Experimento n. 2

Lei de Ohm

Prof. Leandro Nakamura Alves Vieira        

Disciplina: Laboratório de Física

Uberaba - MG

29/04/2016

Filipe Guilherme Faria França – 201510285

Henrique Barreiro Kaefer – 201510437

Isabella Mendonça de Santis - 201510435

João Vitor Matos Monteiro – RA 201510287

Renan Carvalho da Silva – RA 201210047

Victória Hebling Arroyo – RA 201410548

Lei de Ohm

Relatório acadêmico apresentado à disciplina de Laboratório de Física II da Universidade Federal do Triângulo Mineiro para fins avaliativos do Prof. Leandro Nakamura.

Uberaba - MG

29/04/2016

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RESUMO

SUMÁRIO

RESUMO        3

1.INTRODUÇÃO        4

2. METODOLOGIA        5

2. 1 PARTE TEÓRICA        5

2.2 PARTE EXPERIMENTAL        7

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO        8

4. CONCLUSÃO        11

REFERÊNCIAS        12

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1. INTRODUÇÃO

Georg Simon Ohm foi um físico e matemático alemão que viveu entre os anos de 1789 e 1854 tendo dedicado boa parte de sua carreira ao estudo da área de eletricidade. Entre os anos de 1825 e 1827, ele conduziu um estudo experimental simples que teve como resultado a formulação da Lei de Ohm, umas das mais importantes do eletromagnetismo (mais especificamente a eletrodinâmica), visto que essa lei relaciona três grandezas elétricas fundamentais (tensão, corrente e resistência) e mostra como elas são intrisicamente dependentes em um resistor. É importante destacar que essa lei ficou esquecida até 1841, quando Georg teve seus trabalhos reconhecidos e foi premiado com a medalha Copley (equivalente ao prêmio Nobel da época) da Sociedade Real inglesa. [1]

        O experimento consistia em conectar uma fonte de tensão elétrica a um material condutor, gerando assim uma corrente elétrica que passava por esse circuito; em seguida a tensão era variada e podia-se constatar que a a corrente elétrica também variava. Verifica-se assim que para cada tensão fornecida existia uma corrente elétrica diferente. Posteriormente, ao analisar os dados obtidos, Georg percebeu que as tensões e correntes se relacionavam por uma razão constante e pôde concluir que mantendo a temperatura de um resistor constante, a diferença de potencial aplicada nos seus extremos é diretamente proporcional à intensidade da corrente elétrica.[1]

A constante de proporcionalidade obtida através da razão entre a tensão pela respectiva corrente elétrica foi chamada de resistência elétrica e definida como a oposição à passagem de corrente elétrica por um material. Sabendo disso Georg foi capaz de sintetizar uma fórmula matemática relacionando a tensão, resistência e corrente elétrica; essa fórmula ficou conhecida como a lei de Ohm: a tensão aplicada nos terminais de um condutor é diretamente proporcional a corrente elétrica que o percorre.

Por fim, é importante destacar que a lei não se aplica a todos os resistores pois depende do material que o constitui. Quando esta lei é obedecida o resistor é chamado de ôhmico ou linear. A fórmula descrita por Georg vale para todos os tipos de condutores, mas obviamente o condutor que se submete a lei terá a mesma resistência sempre não importando o valor da tensão, já os condutores que não obedecem, terão valores de resistência diferentes para cada valor de tensão aplicados sobre eles.

2. METODOLOGIA

2. 1 PARTE TEÓRICA

Em um circuito elétrico contendo somente um resistor a lei de Ohm pode ser verificada medindo-se o valor da corrente que flui através do resistor (para isso é usado um amperímetro) e o valor da tensão entre os terminais desse resistor (é usado um voltímetro). Munidos de uma tensão ajustável, é observado a proporcionalidade entre a corrente e a tensão, que se relacionam matematicamente da seguinte forma:

   (1)[pic 1]

Onde é o valor da tensão entre os terminais;  é a corrente que flui pelo resistor; R é a constante de proporcionalidade entre e , chamada de resistência e sua unidade é o volt/ampere [], ou simplesmente ohm [Ω].[pic 2][pic 3][pic 4][pic 5][pic 6]

A dependência da corrente em relação à resistência indica que “para uma dada diferença de potencial, quanto maior a resistência (à passagem de corrente), menor a corrente”.[2] Dessa forma é possível interpretar a resistência de um material como sua propriedade de se opor à passagem de corrente que flui através dele. Assim é razoável esperar que em uma associação de resistores submetidos a uma mesma corrente, a tensão gerada pela fonte é igual a soma de tensões em cada resistor desse circuito.

A afirmação acima somente é válida no caso de circuitos onde não há divisão de corrente, isto é, pode se dizer que uma associação de resistores em série existe quando esses elementos são ligados em sequência, não havendo divisão de corrente por outros caminhos entre os pontos que ligam os mesmos.

Para um circuito com dois resistores associados de resistência e , que estão submetidos a uma tensão  e uma corrente  a equação (1) pode ser reescrita como[pic 7][pic 8][pic 9][pic 10]

    (2)[pic 11]

Ou seja,

[pic 12]

Onde e  são as tensões em cada resistor. Analisando a equação (2) pode-se facilmente observar que uma substituição dos dois resistores associados em série por um único resistor cuja a resistência  é dado pela soma das resistências dos iniciais mantém a validade da lei de Ohm;  então é dado pela equação[pic 13][pic 14][pic 15][pic 16]