Lei de Ohm

Lei de Ohm

experimento 9

1 - Objetivo

• Identificar a lei de Ohm.

• Montar gráfico da tensão pela corrente.

• Determinar a resistência a partir do gráfico.

• Comparar o valor encontrado com o valor nominal do resistor.

• Analisar a voltagem e a corrente elétrica em uma lâmpada.

2 - Teoria

A energia elétrica pode se transformada em outras formas de energia. È o caso, por exemplo, da lâmpada elétrica, do aquecedor ou do ferro elétrico, em que a energia das cargas elétrica se transforma em calor ( efeito Joule ). Esses aparelhos são constituídos de filamentos metálicos chamados de resistores. Neles se observa a transformação de energia elétrica em energia térmica. Estudando a corrente elétrica que circula nos resistores, Georg Simon Ohm - cientista alemão que viveu entre 1789 e 1854 - determinou, experimentalmente, a reação que há entre a diferença de potencial ( UAB ) nos terminais de um resistor, e a intensidade de corrente elétrica ( i ) neste resistor. A lei de Ohm é descrita por:

U AB = R . i

Onde UAB é a diferença de potência ( DDP ) entre os pontos A e B, onde R é a resistência elétrica e i é a corrente elétrica que passa pelo resistor. Assim, para um dado circuito no qual a resistência é constante, a corrente e a voltagem são proporcionais entre si. Isso significa que a corrente será duas vezes maior para uma DDP também duas vezes maior, e assim por diante. A unidade para resistência elétrica é Ω ( ohms ). Se traçarmos um gráfico da DDP ( U ) pela corrente ( i ), teremos uma reta cujo o coeficiente de inclinação indica o valor da resistência.

Vamos chamar todos os resistores que obedecerem a essa relação de resistores ôhmicos. Caso os resistores não tenham esse comportamento vamos considerá-los não ôhmicos. Um circuito elétrico pode ser definido como o percurso completo pelo qual os elétrons podem se escoar de um terminal de uma fonte de tensão, passando através de condutores e componentes, até chegar ao terminal oposto da mesma fonte. Diversos elementos podem compor um circuito, tais como gerador, resistor, capacitor, motor elétrico, lâmpada etc., conectados por fios condutores. A Figura 1 representa um circuito de corrente contínua.

Figura 1. Representação gráfica de um circuito elétrico de corrente contínua. Os símbolos representam gerador de corrente contínua ( DC ), amperímetro ( A ), voltímetro ( V ) e elemento resistivo ( R ).

Um circuito é dito de corrente contínua ( abreviado usualmente por CC ou DC - Direct Current ) quando o valor da corrente elétrica ( i ), que percorre o circuito, permanece constante com o passar do tempo. Isso significa que a fonte de alimentação CC mantém sempre a mesma polaridade, de forma que a corrente no circuito tenha sempre o mesmo sentido. No circuito da Figura 1, a corrente elétrica possui um sentido horário, pois o sentido da corrente é, por convenção, do terminal de maior potencial elétrico ( + ) para o de menor potencial ( - ). Um circuito é dito de corrente alternada ( abreviado usualmente por CA ou AC - Alternate Current ) quando o valor da corrente elétrica i que percorre o circuito varia senoidalmente com o passar do tempo. Nesse caso, a tensão muda de polaridade em períodos bem definidos, de forma que a corrente no circuito circula ora num sentido, ora no outro. A Figura 2 representa um circuito elétrico de corrente alternada.

Figura 2. Representação gráfica de um circuito elétrico de corrente alternada. Os símbolos representam gerador de corrente alternada ( AC ), amperímetro ( A ), voltímetro ( V ) e elemento resistivo ( R ).

Nos condutores metálicos, a corrente elétrica é formada por cargas negativas ( elétrons ) que se deslocam do potencial menor para o maior. Assim, para evitar o uso freqüente de valores negativos para corrente, utiliza-se um sentido convencional para ela, isto é, considera-se que a corrente elétrica num condutor metálico seja formado por cargas positivas, indo, porém, do potencial maior para o menor. A corrente elétrica pode causar diversos efeitos e perturbações no corpo humano, principalmente quando ela atravessa o coração ou o tórax.

Intensidade Perturbações

durante o choque Situação após o choque Resultado provável

< 1 mA Nenhuma Normal Normal

1 a 9 mA Choque fraco Normal Normal

9 a 20 mA Choque doloroso Dores Restabelecimento

20 a 100 mA Choque forte Paralisia e dificuldades respiratórias Restabelecimento

> 100 mA Choque fortíssimo Morte aparente ou imediata Morte

> 1 A Choque fortíssimo Morte aparente ou imediata Morte

3. Procedimentos experimentais

1. Monte o circuito abaixo e encontre a tensão e a corrente sobre resistor R.

Tabelas:

1 ) 2 x 100Ω = 0,099

Tensão

nominal ( V ) Tensão

medida ( V ) Corrente

teórica ( mA ) Corrente

medida ( mA )

1,0 0,956 8,58 0,115

1,5 1,416 12,64 0,112

2,0 1,93 17,46 0,110