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Resistência Elétrica

Uma das grandezas elétricas fundamentais é a Resistência Elétrica que, em poucas palavras, definimos como a “dificuldade oferecida por um condutor à passagem da corrente elétrica”. Em um material condutor qualquer, elétrons livres colidem frequentemente com outros elétrons, íons e impurezas dentro da grade cristalina do material, o que limita seu movimento.

Em 1826, o físico alemão Georg Simon Ohm publicou alguns resultados de experimentos que tratavam da resistência elétrica de diferentes materiais, e descobriu uma relação linear entre a quantidade de corrente que flui através de um material quando uma tensão elétrica específica é aplicada a ele. A razão entre a tensão elétrica aplicada e a corrente elétrica resultante foi chamada de Resistência Elétrica, e pode ser definida pela fórmula a seguir:

Chamamos esta fórmula de Lei de Ohm, onde R é a resistência do material, dada pela razão entre tensão em volts e a corrente, em ampères. A unidade de medida escolhida para a resistência elétrica foi o Ohm, abreviada pela letra grega omega, Ω, em homenagem a Georg Ohm. Temos então que 1 ohm é a resistência obtida quando aplicamos uma tensão de 1 V e obtemos uma corrente de 1 A.

A lei de Ohm só pode ser aplicada a materiais ditos ôhmicos, que são materiais cuja resistência permanece constante mesmo com a variação da tensão elétrica. Já os materiais ditos não-ôhmicos não seguem esse padrão, não obedecendo à lei de Ohm. Por exemplo, um diodo semicondutor apresenta variações significativas em sua resistência dependendo da tensão aplicada e sua polaridade.

Condutores, Formato e Resistência

A resistência elétrica de um fio de material condutor varia com diversos fatores, como o material em si, a temperatura e sua forma. Se duplicarmos o comprimento de um fio, sua resistência elétrica também duplicará, o que significa que a resistência é diretamente proporcional ao comprimento do fio. Já se duplicarmos a área da secção transversal do fio, sua resistência elétrica cairá pela metade, mostrando que a área transversal de um condutor e sua resistência elétrica são inversamente proporcionais.

O primeiro fenômeno é facilmente explicável se imaginarmos que, ao aumentarmos o comprimento do fio, haverá muito mais choques entre os elétrons e a estrutura do material em si, pois o caminho a se percorrer é maior. Já no segundo caso, ao aumentarmos a área da secção transversal, haverá mais espaço para os elétrons livres se movimentarem, diminuindo o número de choques e interações entre eles e a grade cristalina do material condutor em si.

Assim, um fio de maior diâmetro pode suportar uma corrente mais alta, pois os elétrons podem ser distribuídos por uma área maior de condução. Já uma área menos tende a concentrar muitos elétrons em um espaço de passagem reduzido, aumentando significativamente o número de colisões entre eles, o que inclusive ocasiona o aumento de temperatura do material. Por esse motivo, fios de pequeno diâmetro não são indicados para instalações elétricas de corrente elevada, pois seu aquecimento aumenta o risco de incêndio e outros danos.

A figura abaixo ilustra a relação entre o comprimento e o diâmetro de um condutor com sua resistência elétrica:

O material de que é formado o condutor também tem um papel crucial na determinação de sua resistência. Cada material possui o que chamamos de Resistência Específica, ou Resistividade, e você pode ler mais a respeito da Resistividade neste artigo.

O inverso da resistência elétrica é chamado de Condutância Elétrica, e é uma grandeza que determina o quão bem um condutor pode conduzir a corrente elétrica. Para ler mais sobre condutância elétrica, acesse esta lição.

Resistores

Chamamos de Resistor ao componente eletrônico projetado para introduzir resistência de valor específico em um circuito eletrônico. Abaixo vemos os símbolos comumente usados para representar um resistor em um diagrama esquemático:

O símbolo da esquerda é usado com muito mais frequência em nossos diagramas. Vamos estudar com muito mais detalhes os resistores e suas aplicações em outra lição.

Medindo a Resistência Elétrica

Podemos medir a resistência de um condutor qualquer usando um equipamento chamado de Ohmímetro, ou ainda, o que é mais comum, um multímetro com a função de medição de resistência. Veja na figura a seguir a medição da resistência elétrica de um resistor (componente eletrônico) com o uso de um multímetro:

Note que a marcação no corpo do resistor traz o valor “5K6“, que significa que sua resistência elétrica é de 5600 Ω. Porém, o valor medido é de 5,89KΩ, ou 5890Ω, o que se explica pelo fato do resistor possuir uma tolerância de 10% (também marcada no corpo) para mais ou para menos do valor da resistência nominal (marcada). Também podemos ver a marcação “25W“, que significa que esse resistor pode dissipar uma potência de até 25 Watts, bastante alta por sinal para circuitos eletrônicos. Na prática, em eletrônica costumamos utilizar resistores de baixa dissipação, como 1/4 W e até mesmo 1/8 W.

Calculando a Resistência Elétrica

Vamos aplicar a fórmula da Lei de Ohm para calcular a resistência de um elemento no exemplo a seguir:

Exemplo 01: Uma lâmpada, alimentada por uma fonte cuja tensão elétrica é de 12 V, é atravessada por uma corrente de 300mA. Qual a resistência da lâmpada? (Vamos ignorar a resistência da fonte e dos fios condutores).

Resolução:

Primeiramente, vamos transformar miliampères em ampères: 300mA = 300/1000 A = 0,3A.

Aplicando a lei de Ohm temos então:

Portanto, a resistência da lâmpada é de 40 Ω.

No próximo artigo vamos explorar a Lei de Ohm, juntando os conceitos de Resistência, Corrente e Tensão Elétricas. Até lá!

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