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Lei de Ohm
Lei de Ohm
Lei de Ohm
RELATÓRIO 03
LEI DE OHM
Salinópolis-PA
2022
1 - Objetivos
Observar a relação entre tensão e a intensidade da corrente elétrica;
Entender a razão entre a natureza do condutor e sua resistência elétrica;
Entender a relação entre as dimensões de um condutor com sua resistência.
2 - Fundamentação Teórica
Os átomos ou moléculas individuais fazem com que a característica marcante seja dada ao
comportamento elétrico das matérias. Os elétrons predominam nas estruturas sólidas. A colisão
de portadores de cargas com estruturas cristalina dos matérias é determinada pelo campo
elétrico E, dessa forma, tem se uma proporcionalidade entre a velocidade dos elétrons nós
condutores e o campo elétrico E, é importante deixar claro também que a velocidade dos
elétrons e proporcional a densidade das correntes J, dessa maneira, em uma forma rudimentar
também se conclui que é proporcional ao campo elétrico E.
𝑗⃗ = 𝜎𝐸⃗⃗ (1)
onde σ é a condutividade elétrica, uma propriedade do material. Materiais com altos
valores de condutividade são bons condutores e valores baixos são maus condutores
elétricos. No SI, a unidade de condutividade é Siemens por metro (S/m), que é definida
como 1 Siemens = 1 Ampere/Volt e mais comum caracterizar materiais por resistividade
em vez de condutividade. Dessa forma
1
𝜌= (2)
𝜎
A unidade da resistividade e o ohm.metro ( Ω.m ), de forma que 1 ohm = (1 siemens) -1.
Modificando a expressão (1) obtemos
𝐸⃗⃗ = 𝜌𝑗⃗ (3)
A expressão (1) e (3) são para materiais isotrópicos. Observe que J tem a mesma direção
e sentido de E. A tabela 1 fornece alguns valores da resistividade para materiais conhecidos a
uma temperatura de 20°C.
Há muitos materiais homogêneos que obedecem a lei de ohm para uma faixa de variação
do campo elétrico. Para valores elevados do campo elétrico todos os materiais se comportam
violando a lei de ohm.
Em muitas situações desejamos saber a resistência de um dado material específico, como,
por exemplo, um pedaço de ferro ou de cobre. Para isto precisamos relacionar as características
do material com a resistividade. Então, vamos supor um condutor homogêneo e isotrópico de
comprimento L e área de seção transversal A, conforme figura 2.
Aplica-se nas extremidades do objeto uma diferença de potencial ∆V, que dará um campo
elétrico E = ∆𝑉⁄𝐿, tendo uma densidade de corrente uniforme no condutor da forma J = 𝑖⁄𝐴, a
resistividade pela expressão (3) ∆𝑉⁄
será ρ= E= 𝐿
∆𝑉 𝐴 (4)
𝑖⁄
=
𝐽 𝑖𝐿
𝐴
A grandeza ∆𝑉⁄𝑖 é definida como Resistência elétrica (dado no SI em ohm):
R = 𝑖 (5)
∆𝑉
3 - Materiais Necessários
1 placa de resistores
2 multímetros
Cabos de ligação
Fonte de tensão contínua
4 - Procedimentos Experimentais
EXPERIMENTO 01
Com o ohmímetro foram medidos os valores da resistência do fio de Níquel Cromo (bitola
0,360), para cada comprimento o procedimento foi repetido 3 vezes, em seguida os dados foram
colocados na tabela abaixo:
Fio
N 0,2 m 0,4 m 0,6 m 0,8 m
1 4,3 7,7 8,5 11,2
2 3,8 5,8 8,5 11,2
3 3,3 5,8 8,5 11,2
Média 3,8 6,4 8,5 11,2
Tabela 1
V (V) i (A)
R=V/i(Ω)
0,5 0,320 1,56
1,0 0,637 1,57
1,5 0,965 1,55
2,0 1,293 1,55
2,5 1,615 1,55
3,0 1,931 1,55
3,5 2,230 1,57
4,0 --- ---
Tabela 4 (Níquel-cromo)
Neste último experimento, foi aplicado uma tensão constante ao fio de níquel-cromo em três
secções 0,360 mm, 0,510 mm e 0,720 mm. Em seguida, mediu-se a intensidade da corrente
aplicada e calculado a sua resistência. Os valores foram preenchidos na tabela a seguir:
2. Faça um gráfico de tensão vs corrente para os dados do fio de níquel-cromo 0,36 mm.
Grafico tensão x
1,5 corrente y = 0,3366x - 0,0173
0,5
0
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5
Gráfico 1
3. Qual o significado do coeficiente angular do gráfico tensão corrente.
6. O que se pode concluir a respeito da relação entre ddp, corrente elétrica e a resistência
elétrica, no experimento 01?
R: Pode-se concluir que a corrente que flui por um resistor é proporcional à tensão aplicada e
inversamente proporcional ao valor de sua resistência.
EXPERIMENTO 02
1. Qual condutor permaneceu com sua resistência elétrica constante?
R: O condutor que permaneceu constante foi o fio de níquel-cromo de 0,510mm com
comprimento de 0,8m.
Gráfico 2
EXPERIMENTO 03
1. Observando o experimento 03 o que se pode notar sobre a resistência elétrica do condutor em
relação ao comprimento?
R: Notamos que quanto maior o comprimento do fio L, maior também será sua resistência. Por
outro lado, quanto maior a área (A) da seção reta do fio, maior será a quantidade de elétrons que
passa por ela na unidade de tempo, isto é, maior a intensidade da corrente (mantendo-se
constante a ddp). Assim, dizemos que quanto maior a área (A) da seção reta do fio, menor será
sua resistência (R).
2. Com base na resposta do item anterior, como são chamadas matematicamente, duas
grandezas que assim se comportam?
R: São chamadas inversamente proporcionais.
6 - Conclusão
Pode-se concluir, que as Leis de OHM são a base para projetos de circuitos elétricos e, dessa
forma, estabelecem relação capazes de determinar a resistência elétrica. Geralmente elas servem
para o estudo na área de diferença de potencial, resistência elétrica e também de resistência
equivalente, ajudando no desenvolvimento de estudos feitos para análises dos próprios.
7 - Referencias
HALLIDAY, D.; RESNICK, R e WALKER, J. Fundamentos de Física: Eletromagnetismo.
4°ed. LTC, Editora S.A. Rio de Janeiro, 1996. Volume 3
MACHADO, K. D. Teoria do Eletromagnetismo. 1° ed. Editora UEPG. Ponta Grossa, 2000.
volume 1.