George Simon Om

INTRODUÇÃO

LEI DE OHM

No começo do século XIX, George Simon Ohm (1787-1854) mostrou experimentalmente que a corrente elétrica, em condutor, é diretamente proporcional a diferença de potencial V aplicada. Esta constante de proporcionalidade é a resistência R do material.

O resistor é um condutor de valor específico de resistência. A resistência de um resistor não depende do valor absoluto e do sentido da diferença de potencial aplicada. Outros dispositivos, porém, podem ter uma resistência que varia de acordo com a diferença de potencial aplicada.

De acordo com os experimentos de Ohm, temos que:

Vab=Ri

a qual é conhecida como Lei de Ohm. Porém, segundo alguns físicos, esta não é uma lei, mas uma definição de resistência, e se aplica a todos os dispositivos que conduzem correnteelétrica, mesmo as que não obedecem a Lei de Ohm. Se medirmos a diferença de potencial V entre os terminais de qualquer dispositivo, e a corrente i que atravessa o dispositivo ao ser submetido a essa diferença de potencial, podemos calcular a resistência do dispositivo para esse valor de V como R=V/i, mesmo que se trate de um dispositivo, que não obedece a Lei de Ohm. A essência da lei de Ohm, por outro lado, está no fato de que um gráfico de i em função de V é linear, ou seja, R não depende de V.

Podemos expressar a Lei de Ohm de modo mais geral se nos concentrarmos nos materiais e não nos dispositivos, onde a relação relevante passa a ser: E=rô .jem vez de

V=Ri; de onde se conclui que “um material obedece a Lei de Ohm se a resistividade do material não depende do módulo nem da direção do campo elétrico aplicado.”

Todos os materiais homogêneos, sejam eles condutores como o Cobre (Cu) ou os semi-condutores como o Silício (Si) puro ou dopado com impurezas, obedecem a lei de Ohm dentro de uma faixa de valores de campo elétrico, porém, sempre são observados desvios em relação á lei de Ohm.

O voltímetro é um aparelho que é usado para medir a diferença de potencial entre dois pontos. Sua resistência interna deve ser muito alta em comparação com as resistências do circuito, tornando-se então um aparelho ideal.

O Amperímetro é um aparelho que é utilizado para media a intensidade de corrente elétrica que passa por um fio. A unidade utilizada deve ser o Ampère. Deve ser ligado sempre em série e sua resistência tem de ser a menor possível.

A placa de resistores é constituída por resistores de níquel-cromo com três diâmetros diferentes e um resistor de ferro. Os resistores são fixos em uma placa de madeira que permite efetuar as medidas de diferença de potencial,

resistência elétrica e corrente em comprimentos de 20 cm A 100 cm.

A placa é constituída de:

1 fio de níquel-cromo de 0,360mm de diâmetro.

1 fio de níquel-cromo de 0,510mm de diâmetro.

1 fio de níquel-cromo de 0,720mm de diâmetro.

1 fio de ferro de 0,510mm de diâmetro.

Bornes de ligação.

Objetivo

Estabelecer relações entre corrente elétrica, resistência, tensão e potência num circuito elétrico seguindo a teoria sobre a Lei de Ohm.

Materiais

1 placa de resistores

2 multímetros

2 cabos pretos

2 cabos vermelhos

1 cabo azul

1 fonte de tensão variável

Procedimento

Inicialmente ligou-se a fonte conectada em série com o amperímetro e em paralelo com o voltímetro. Foi utilizado fio de níquel-cromo 0,360mm, ferro de 0,510mm e níquel-cromo 0,510mm.

Posteriormente, ajustou-se a fonte a determinados valores que já foram estabelecidos, com o objetivo de relacionar a variação da voltagem com amperagem no sistema. A tabela a seguir, nos mostra os dados obtidos:

A partir destas medidas feitas nas tabelas acima, pôde-se construir gráficos que obtém a relação entre resistência, corrente, voltagem e potência.

Após o tratamento dos dados e plotagem dos gráficos obteve-se os seguintes resultados quanto a cada uma das amostras:

Fio de níquel-cromo 0,36mm

No gráfico 1constatou-se que se trata de um resistor ôhmico. É possível perceber que nesta relação entre V vs i o que foi obtido foi uma reta, de regressão linear 1, onde nos mostra uma proporcionalidade.

Nos gráficos 2 e 3 envolvendo R vs V e R vs i, respectivamente, a relação de proporcionalidade não foi verificada, entretanto, foi verificado o aumento na resistência de ambos.

No gráfico 4, envolvendo P vs i, observou-se um aumento na Voltagem, onde pôde-se verificar que a corrente aumenta com o aumento da potência, o que conclui a afirmação acima.

No gráfico 5, P vs i2, o que foi obtido foi uma reta que indica o aumento da resistência. Verificou-se através desta reta uma a proporcionalidade entre potência e corrente ao quadrado.

Fio