Fala, pessoal, tudo belezinha? Nesta aula, vamos revisar o conteúdo sobre resistores e as leis de Ohm e, em seguida, vamos resolver alguns exercícios juntos. Acompanhe!
Resistor elétrico e resistência elétrica
O resistor é o elemento do circuito que transforma energia elétrica em energia térmica. Por sua vez, a resistência elétrica é uma grandeza física associada à dificuldade para a passagem de corrente elétrica. Ela é medida em ohm (Ω).
Tensão elétrica
Tensão elétrica ou ddp é a grandeza escalar que mostra a relação entre a energia elétrica (J) e a quantidade de carga elétrica (C). Ela é representada pela fórmula:
Primeira Lei de Ohm
Veja a figura:
A primeira lei de Ohm é representada pela fórmula:
UAB = R . i
Vale lembrar que isso se aplica tanto para resistores ôhmicos (resistência constante) ou não. Nesse caso, teremos um gráfico representando por uma reta que passa pela origem:
Caso o resistor seja do tipo não ôhmico, o gráfico será uma curva, pois a resistência vai variar de acordo com a ddp:
Segunda Lei de Ohm
A segunda lei determina a resistência de um pedaço de feio, que vai depender do comprimento (L) e da grossura (A) do resistor. É representada pela seguinte fórmula:
ρ: resistividade do material.
L: comprimento do condutor
A: área da seção transversal do condutor
Importante: quando o fio for cilíndrico, a área (A) será: A = π . r²
Exercícios sobre resistores e leis de Ohm
Questão 1
(Fuvest) O aquecimento de um forno elétrico é baseado na conversão de energia elétrica em energia térmica em um resistor. A resistência R do resistor desse forno, submetido a uma diferença de potencial V constante, varia com a sua temperatura T. Na figura a seguir é mostrado o gráfico da função R(T) = R0 – α(T – T0), sendo R0 o valor da resistência na temperatura T0 e α uma constante.
Ao se ligar o forno, com o resistor a 20 ºC,a corrente é 10 A. Ao atingir a temperatura TM, a corrente é 5 A.
Determine a
a) constante α;
Para isso, teremos que usar um pouco de Matemática. Essa constante α nada mais é do que o coeficiente angular da reta. Geralmente, isso é visto quando temos um gráfico e a expressão y = b + ax, em que a é a tangente da reta do gráfico, formando um ângulo, que vamos chamar de θ.
Portanto, α será numericamente igual à tangente de θ. Então:
α = tgθ
α = 0,06 Ω/ºC
b) diferença de potencial V;
Vamos usar a primeira lei de ohm:
V = R . i
Veja que o enunciado nos deu o valor da corrente de 10 A quando temos 20 ºC. Pelo gráfico, neste ponto, temos uma resistência de 12 ohms. Então:
V = 12 . 10
V = 120 V
c) temperatura TM;
Pelo enunciado, teremos a temperatura TM quando a corrente valer 5 A. Repare também que a ddp que descobrimos (V) é constante: Então:
V = R . i
120 = R . 5
R = 24 Ω
Agora, basta olhar o gráfico e identificar a temperatura. Portanto, TM = 220 ºC
d) potência P dissipada no resistor na temperatura ™
Nesta questão, podemos utilizar:
P = R . i²
P = 24 . 5²
P = 600 W
Questão 2
(UFPR) A indústria eletrônica busca produzir e aperfeiçoar dispositivos com propriedades elétricas adequadas para as mais diversas aplicações. O gráfico acima ilustra o comportamento elétrico de três dispositivos eletrônicos quando submetidos a uma tensão de operação V entre seus terminais, de modo que por eles circula uma corrente i.
Com base na figura acima, assinale a alternativa correta.
a) O dispositivo D1 é não ôhmico na faixa de -30 a +30 V e sua resistência vale 0,2 kΩ.
b) O dispositivo D2 é ôhmico na faixa de -20 a +20 V e sua resistência vale 6 kΩ.
c) O dispositivo D3 é ôhmico na faixa de -10 a +10 V e sua resistência vale 0,5 kΩ.
d) O dispositivo D1 é ôhmico na faixa de -30 a +30 V e sua resistência vale 6 kΩ.
e) O dispositivo D3 é não ôhmico na faixa de -10 a +10 V e sua resistência vale 0,5 kΩ
RESOLUÇÃO:
Veja pelas alternativas que o enunciado nos pede para descobrir quais dispositivos são ôhmicos ou não. Como vimos, para isso, o gráfico deve ser um reta e passar pela origem. Nesse caso, podemos descartar a parte negativa do gráfico.
Veja que D1 é ôhmico, mas não só ele. Há uma faixa de ddp em que D3 também é ôhmico, pois faz um reta.
Isso posto, vamos calcular a resistência de cada um deles. Cuidado, pois o gráfico está em mA.
Para D1:
U = R1 . i
30 = R1 . 5.10-3
R1 = 6.103 Ω ou 6 kΩ
Repare que já acertamos a questão.
RESPOSTA: D
Questão 3
(EsPCEx) Um fio de cobre possui uma resistência R. Um outro fio de cobre, com o triplo do comprimento e a metade da área da seção transversal do fio anterior, terá uma resistência igual a:
a) 2R/3.
b) 3R/2.
c) 2R.
d) 3R.
e) 6R.
RESOLUÇÃO:
Note que os fios têm o mesmo material, ou seja, a mesma resistividade (ρ). Nesta questão, temos que comparar duas situações.
Na primeira:
Depois:
Para resolver essa bagunça, temos que calcular separando o que é letra do que é número. Então:
Observe que basta substituir:
R’ = 6R
RESPOSTA: E
Para aprender mais:
Espero que você tenha entendido um pouco melhor como resolver exercícios sobre resistores e leis de Ohm. E se quiser ajuda para melhorar seu nível de Física em outras matérias, entre em contato comigo e escolha o curso de Física mais adequado para você!
SAIBA MAIS
✅ Potência e energia elétrica
✅ Exercícios sobre Campo Elétrico Uniforme
✅ Exercícios sobre carga elétrica e eletrização
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