Ohm resistência, exemplos e medidas de exercício resolvidas

Ele ohm U Ohmio é a unidade de medida de resistência elétrica pertencente ao sistema internacional de unidades (SI), amplamente utilizado em ciência e engenharia. Isso foi nomeado em homenagem ao físico alemão Georg Simon Ohm (1789-1854).

Ohm era professor e pesquisador da Universidade de Munique, e entre suas muitas contribuições para a eletricidade e o magnetismo está a definição de resistência através da relação entre a tensão e a corrente pela qual um motorista está passando. 

figura 1. Resistências variadas que fazem parte de um circuito. Fonte: Wikimedia Commons.

Esse relacionamento é conhecido como Lei de Ohm e geralmente é expresso como: 

R = ΔV/i

Onde r representa resistência elétrica, ΔV é a tensão em volts (v) e I é a corrente nos amplificadores (a), todos nas unidades se.

Portanto, 1 ohm, que também é denotado de forma intercambiável com a letra grega ω, é igual a 1 V/A. Isso significa que, se estabelecendo uma tensão de 1 V através de um determinado motorista, causa uma corrente de 1 a, a resistência do referido motorista é de 1 Ω.

A resistência elétrica é um elemento de circuito muito comum que é usado de várias maneiras para controlar adequadamente a corrente, seja parte de um integrado ou individualmente.

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Medição de resistência elétrica

Figura 5. Georg Simon Ohm, cujo nome leva a unidade de resistência, nasceu na Baviera em 1789 e fez grandes contribuições para a eletricidade, acústica e interferência de ondas leves. Fonte: Wikimedia Commons.

As resistências são medidas com a ajuda de um multímetro, um medidor que vem em versões analógicas e digitais. O mais básico medem tensões e correntes diretas, mas existem dispositivos mais sofisticados com funções adicionais. Quando usados ​​para medir a resistência, eles são chamados de ohmetters ou ohmímetros. Este dispositivo é muito simples de usar:

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- O seletor central é colocado na posição para medir a resistência, escolhendo uma das escalas identificadas com o símbolo ω, caso o instrumento tenha mais de um que um de um.

- A resistência à medição é extraída do circuito. Se não for possível, a fonte de alimentação é necessária para desligar.

- A resistência entre as pontas ou sondas do instrumento é colocada. A polaridade não importa.

- O valor é lido diretamente na tela digital. Se o instrumento for analógico, ele tem uma escala marcada com o símbolo ω que é lido da direita para a esquerda.

Na figura a seguir (número 2), um multímetro digital e suas sondas ou dicas são mostradas. O modelo tem apenas uma escala para medir a resistência, indicada com uma flecha.

Figura 2. Multímetro digital. Fonte: Pixabay.

Freqüentemente, o valor de uma resistência elétrica comercial é expressa por um código de bandas coloridas no exterior. Por exemplo, as resistências da Figura 1 têm faixas vermelhas, violeta, dourada, amarela e cinza. Cada cor tem um significado numérico que indica o valor nominal, como será mostrado então.

Código de cores para resistências

Na tabela a seguir, os códigos coloridos para resistores aparecem:

tabela 1.

Levando em consideração que a banda metálica está certa, o código é usado da seguinte forma:

- As duas primeiras cores da esquerda para a direita dão o valor da resistência.

- A terceira cor indica o poder de 10 pelo qual deve ser multiplicado.

- E o quarto indica a tolerância estabelecida pelo fabricante.

Exemplos de valores de resistência

Como exemplo, vamos ver a resistência em primeiro plano, à esquerda da Figura 1. A sequência colorida mostrada é: cinza, vermelho, vermelho, ouro. Lembre -se de que a banda de ouro ou prata deve estar certa.

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O cinza representa 8, o vermelho é 2, o multiplicador é vermelho e igual a 10² = 100 e, finalmente, a tolerância é dourada que simboliza 5%. Portanto, a resistência vale 82 x 100 Ω = 8200 Ω.

Sendo a tolerância a 5 %, é equivalente em ohms a: 8200 x (5/100) Ω = 410 Ω. Portanto, o valor da resistência está entre: 8200 - 410 Ω = 7790 Ω e 8200 + 410 Ω = 8610 Ω.

Através do código colorido, existe o valor nominal ou de fábrica de resistência, mas para especificar a medida, é necessário medir a resistência com o multímetro, conforme explicado antes.

Outro exemplo para a resistência da figura a seguir:

Figura 3. Uso do código de cores em uma resistência r. Fonte: Wikimedia Commons.

Temos o seguinte para resistência r: vermelho (= 2), violeta (= 7), verde (multiplique por 10⁵), então a resistência r da figura vale 27 x 10⁵ Ω. A banda de tolerância é prata: 27 x 10⁵ x (10/100) Ω = 27 x 10⁴ Ω. Uma maneira de expressar o resultado anterior, arredondando 27 x 10⁴ A 30 x 10⁴, é:

R = (27 ± 3) × 10⁵ Ω = (2.7 ± 0.3) × 10⁶ Ω 

Prefixos mais usados

Os valores que uma resistência elétrica pode ter, que é sempre positiva, estão em uma faixa muito ampla. Portanto, os poderes de 10 são usados ​​para expressar seus valores, bem como os prefixos. Próximo o mais usual:

mesa 2.

De acordo com essa notação, a resistência do exemplo anterior é: (2.7 ± 0.3) Mω.

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Resistência ao condutor

As resistências são fabricadas de vários materiais e é uma medida da oposição que o motorista tem para a passagem da corrente, como é conhecido, nem todos os materiais conduzem da mesma maneira. Mesmo entre os materiais considerados como condutores, existem diferenças.

A resistência depende de várias características, sendo a mais importante:

- Geometria do motorista: comprimento e área da seção transversal.

- Resistividade do material: indica a oposição apresentada pelo material à passagem da corrente.

- Temperatura: resistividade e resistência aumentam com a temperatura, uma vez que o sistema interno do material diminui e, portanto, os portadores atuais são prejudicados sua passagem.

Para um condutor constante de seção transversal, a uma determinada temperatura, a resistência é dada por:

R = ρ (ℓ/a)

Onde ρ é a resistividade do material à temperatura em questão, que é determinada experimentalmente, ℓ é o comprimento do condutor e a é a área transversal -seccional.

Figura 4. Resistência ao condutor. Fonte: Wikimedia Commons.

Exercício resolvido

Encontre a resistência de um fio de cobre 0.Raio de 32 mm e 15 cm de comprimento, sabendo que a resistividade de cobre é 1.7 × 10^-8 Ω.m.

Solução

Como a resistividade está em unidades do sistema internacional, o mais apropriado é expressar a área transversal -seccional e o comprimento nessas unidades e depois substituir a seção anterior:

Rádio = 0.32 mm = 0.32 × 10^-3 m

A = π (rádio²) = π (0.32 × 10^-3 m)² = 3.22 x 10^-7 m²

ℓ = 15 cm = 15 x 10^-2 m

R = ρ (ℓ/a) = 1.7 × 10^-8 Ω.M x (15 x 10^-2 m / 3.22 x 10^-7 m² ) = 7.9 × 10^-3 Ω = 7.9 m-ohm.

Referências

1. Figueroa, d. (2005). Série: Física para Ciência e Engenharia. Volume 5. Eletrostática. Editado por Douglas Figueroa (USB).
2. Giancoli, d.  2006. Física: Princípios com aplicações. 6^º. Ed Prentice Hall.
3. Resnick, r. (1999). Físico. Vol. 2. 3^ra em espanhol. Empresa Editorial Continental S.PARA. claro.V.
4. Sears, Zemansky. 2016. Física da Universidade com Física Moderna. 14^º. Ed. Volume 2.
5. Serway, r., Jewett, J. (2018). Física para Ciência e Engenharia. Volume 1. 10^MA. Ed. Cengage Learning.