EX 06.1 - Gráfico da primeira lei de Ohm

Figura 01 - Circuito elétrico.

Em um circuito elétrico (figura 01), quando a corrente elétrica (i) passa pelo elemento resistivo R, há uma queda de potencial elétrico (u). Essa diferença de potencial decorre do consumo da energia dos elétrons, uma vez que essas partículas transferem parte de sua energia aos átomos da resistência, quando conduzidos por meios que apresentem resistência à sua condução. O fenômeno que explica tal dissipação de energia é chamado de efeito Joule.

A figura 02 mostra o perfil do potencial elétrico antes e após a passagem da corrente por um elemento resistivo de um circuito elétrico, observe a queda de energia. Quando a corrente elétrica é conduzida em um corpo com resistência elétrica, parte de sua energia é dissipada em forma de calor.

Figura 02 - Queda de potencial elétrico.

A corrente elétrica i mede o fluxo de cargas pelo corpo em Ampères (ou em C/s). A corrente elétrica é inversamente proporcional à resistência elétrica dos corpos: quanto maior a resistência elétrica de um corpo, menor será a corrente elétrica a atravessá-lo.

A figura 03 mostra o gráfico da primeira lei de Ohm.

Para construirmos o gráfico U x I, usamos a fórmula da primeira lei de Ohm: R = U x i [Ohm].

Figura 03 - Gráfico U x i.

Escolheremos valores aleatórios para U e i e os anotaremos na tabela abaixo.

U (V) 0 3 6 9

i (A) 0 2 4 6

Depois, marcaremos o par ordenado para em seguida ligar todos os pontos e encontrarmos o gráfico, que nesse caso se trata de uma reta inclinada que representa a resistência elétrica, conforme gráfico de um resistor ôhmico, mostrado na figura 03.

Podemos encontrar o valor da resistência por meio do gráfico de duas formas distintas. A primeira é substituindo os valores da diferença de potencial (U) e da corrente na fórmula da primeira lei de Ohm. Já a segunda é encontrando o valor da tangente de θ (ângulo de inclinação da reta).

Chamamos de resistor ôhmico todo corpo capaz de apresentar resistência elétrica constante para um determinado intervalo de tensões elétricas. O gráfico de tensão em função da corrente elétrica para os resistores ôhmicos é linear, como mostra a figura 03.

O resistor pode ser considerado ôhmico no intervalo em que o seu potencial elétrico aumenta linearmente com a corrente elétrica.

Figura 04 - Tangente do gráfico U x i.

Tomando-se o segmento reto do gráfico, sabe-se que o potencial elétrico entre os terminais de um resistor sofrerá uma variação em seu potencial elétrico que é sempre proporcional à corrente elétrica que o percorre.

Analisando o gráfico mostrado acima, vemos que a resistência elétrica pode ser entendida como a inclinação da reta, dada pela tangente do ângulo θ. Como sabemos, a tangente é definida como a razão entre os catetos oposto e adjacente e, portanto, pode ser calculada com a fórmula R = U/i, no caso em que as resistências são ôhmicas.

R = tan θ

R = tan 30°

R = 3√3 Ω

No link a seguir há exercícios de aplicação de para: Elaboração do Gráfico V x I ( Primeira Lei de Ohms),elaborado pelo Prof. Sinésio Raimundo Gomes: 24_03_02 R2_Gráfico_Lei_de_Ohm_SRG e o resultado pode ser verificado em: 24_03_02 R2R_Gráfico_Lei_de_Ohm_SRG .

© Direitos de autor. 2019: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 22/02/2019