Defina as Leis de Ohm;
Passo 1
O enunciado é curto e pede que eu “Defina as Leis de Ohm”. Não há dados numéricos nem figuras — só a solicitação conceitual. Portanto temos que: (a) apresentar as leis que costumam ser chamadas de “Leis de Ohm”; (b) escrever as fórmulas associadas; (c) explicar o que cada símbolo significa e em que situações as leis valem; (d) dar exemplos práticos e fórmulas auxiliares úteis na prova.
Passo 2
Primeira lei de Ohm — enunciado e fórmula. Esta é a forma mais conhecida e direta: a diferença de potencial elétrico (tensão) entre os extremos de um condutor ôhmico é proporcional à corrente elétrica que atravessa esse condutor. A fórmula é
Explicação das variáveis e unidades:
-
é a tensão (diferença de potencial) medida em (volts). -
é a corrente elétrica que atravessa o condutor medida em (amperes). -
é a resistência elétrica do condutor medida em (ohms).
Significado físico: se você aumenta a tensão aplicada, a corrente aumenta na mesma proporção quandoé constante. Em muitos exercícios de prova você usa essa fórmula para achar , ou isolando a variável desejada:
Passo 3
Segunda lei de Ohm — resistência de um condutor homogêneo. Esta lei relaciona a resistência de um pedaço de material com suas propriedades geométricas e o material em si:
Explanação das variáveis:
-
é a resistência em . -
é a resistividade elétrica do material em (ohm·metro). É uma propriedade do material (metais têm pequeno, isolantes grande). -
é o comprimento do condutor em . -
é a área da seção transversal em .
Interpretação intuitiva: quanto maior o comprimento, maior a resistência; quanto maior a área , menor a resistência; a resistividade captura quão difícil é para os elétrons “passarem” pelo material.
Passo 4
Terceira (forma local) de Ohm — forma diferencial. Em teoria de campos e em materiais, a relação entre densidade de corrente e campo elétrico é escrita como
Explicação das variáveis:
-
é a densidade de corrente (vetor) em . -
é o campo elétrico (vetor) em . -
é a condutividade elétrica do material em (siemens por metro), e .
Significado: localmente, em pontos do material, a corrente por unidade de área é proporcional ao campo elétrico aplicado; essa é a versão contínua da lei.
Passo 5
Poder/energia associada — fórmula útil em provas. Quando uma corrente
atravessa uma resistência
sob tensão
, a potência dissipada (energia por unidade de tempo) é
Usando
obtemos formas alternativas muito usadas:
Explique sempre qual variável é conhecida para escolher a forma mais prática. Unidades:
em
(watts).
Passo 6
Condição de validade e limitações (o que cai muito em prova). Importante:
vale estritamente para materiais e dispositivos ôhmicos, i.e., aqueles que apresentam relação linear entre
e
. Exemplos e observações:
- Condutores metálicos sob temperatura estável geralmente são aproximadamente ôhmicos.
- Dispositivos como diodos, transistores, lâmpadas incandescentes (filamento) e células fotoelétricas são não-ôhmicos: a relação
vs não é linear. Em lâmpadas, a resistência varia com a temperatura do filamento. - Temperatura altera
(e portanto ); em muitos problemas de prova aparece a dependência linear aproximada
onde
é o coeficiente de temperatura e
a temperatura — cuidado com esse tipo de enunciado.
Passo 7
Exemplo passo a passo (modelo que você pode copiar na prova). Enunciado exemplo: “Uma resistência de
é ligada a uma bateria de
. Determine a corrente e a potência dissipada.”
Solução detalhada:
Solução detalhada:
- Use
e isole :
- Calcule a potência usando
:
Isso é exatamente o tipo de raciocínio direto e sem enrolação que cai bem na prova: identificar fórmula, isolar a incógnita, substituir e fazer contas.
Passo 8
Dicas práticas de prova e armadilhas.
- Sempre cheque unidades: voltagem em volts, corrente em amperes, resistência em ohms.
- Se pedir potência e você tem
e , use — às vezes é mais simples do que calcular primeiro. - Em circuitos em série e paralelo combine resistências antes de aplicar
: em série ; em paralelo . - Se o problema der resistividade e dimensões, calcule
com antes de aplicar .
Passo 9
Resumo didático final (como decorar e usar na prova). As três formas que você deve recordar:
- Lei macroscópica:
. - Relação geométrica:
. - Forma local:
.
Memorize também as fórmulas de potência:. Respire fundo: a ideia é lógica e se você seguir o passo a passo de identificar dados e aplicar a fórmula correta, resolve rápido.
Resposta
Primeira lei de Ohm:
(tensão proporcional à corrente;
em volts,
em ampères,
em ohms).
Segunda lei de Ohm: (resistência depende da resistividade
, comprimento
e área
).
Terceira (forma local) de Ohm: (densidade de corrente proporcional ao campo elétrico;
).
Segunda lei de Ohm:
Terceira (forma local) de Ohm: