Exemplos de perguntas sobre resistência ôhmica e não ôhmica
Introdução
A resistência em circuitos elétricos é um conceito fundamental para a compreensão da eletrotécnica e da eletrônica. A resistência determina a quantidade de corrente que flui através de um componente quando uma tensão é aplicada a ele. Existem dois tipos principais de resistência reconhecidos na física: resistência ôhmica e resistência não ôhmica. Este artigo fornecerá uma explicação detalhada de ambos os tipos de resistência, juntamente com vários exemplos e discussões para aprofundar seu conhecimento.
Resistência Ôhmica
A resistência ôhmica é a resistência que obedece à lei de Ohm, que afirma que a corrente que flui através de um condutor entre dois pontos é diretamente proporcional à tensão entre esses dois pontos. Matematicamente, essa lei pode ser escrita como:
“`matemática
V = IR
""
Onde:
– V é a voltagem (Volts)
– I é a corrente (Ampère)
– R é a resistência (Ohm)
Componentes que possuem resistência ôhmica geralmente apresentam um gráfico da relação entre corrente e tensão na forma de uma linha reta.
Exemplos de perguntas sobre resistência ôhmica
Questão 1: Um resistor com resistência de 10 Ohms está conectado a uma tensão de 5 Volts. Calcule a corrente que flui através do resistor.
Discussão:
Utilizando a lei de Ohm:
\[ V = IR \]
Isso é conhecido:
– V = 5 Volt
– R = 10 Ohm
Então:
\[ I = \frac{V}{R} = \frac{5}{10} = 0,5 \, \text{Ampère} \]
Portanto, a corrente que flui através do resistor é de 0,5 amperes.
Exemplo de questão 2: Resistência ôhmica em circuitos paralelos
Questão 2: Dois resistores, um com resistência de 4 Ohms e o outro com resistência de 6 Ohms, estão conectados em paralelo e, em seguida, conectados a uma fonte de tensão de 12 Volts. Calcule a corrente total que flui no circuito.
Discussão:
Em um circuito paralelo, a tensão em cada resistor é a mesma:
– V = 12 Volt
Para obter a corrente total, primeiro precisamos encontrar a corrente em cada resistor usando a lei de Ohm e, em seguida, somá-las.
1. Corrente em um resistor de 4 ohms:
\[ I_1 = \frac{V}{R_1} = \frac{12}{4} = 3 \, \text{Ampère} \]
2. Corrente em um resistor de 6 ohms:
\[ I_2 = \frac{V}{R_2} = \frac{12}{6} = 2 \, \text{Ampère} \]
A corrente total no circuito é:
\[ I_{total} = I_1 + I_2 = 3 + 2 = 5 \, \text{Ampère} \]
Portanto, a corrente total que circula no circuito é de 5 amperes.
Resistência não ôhmica
A resistência não ôhmica é aquela que não obedece à lei de Ohm. Em componentes com resistência não ôhmica, a relação entre tensão e corrente não é linear e pode depender de diversos outros fatores, como temperatura, frequência ou campo elétrico. Alguns exemplos são lâmpadas incandescentes, diodos e transistores.
Exemplos de perguntas sobre resistência não ôhmica
Questão 3: Um diodo ideal é conectado a uma tensão direta de 0.7 Volts. Se a resistência do diodo ideal for considerada muito pequena, qual será a corrente que fluirá quando essa tensão for aplicada?
Discussão:
Em um diodo ideal, quando polarizado diretamente, ele permite a passagem de corrente com resistência muito baixa. Portanto, a corrente que flui é determinada por sua resistência, que é praticamente zero. No caso ideal, essa resistência é tão pequena que a corrente é limitada apenas pela capacitância da fonte de tensão.
Como o diodo é ideal, a corrente pode ser muito alta, aproximando-se da capacitância da fonte de tensão e do circuito associado a ela. No entanto, em aplicações práticas, a resistência dos outros circuitos e os limites de capacitância da fonte de tensão determinarão a corrente real de forma mais realista.
Se uma fonte de tensão puder fornecer corrente ilimitada, então a corrente que flui pode ser considerada muito grande, mas, na realidade, isso é menos razoável sem determinar o limite de corrente pela capacidade da fonte.
Exemplo de questão 4: Resistência não ôhmica em lâmpadas incandescentes
Questão 4: Uma lâmpada incandescente possui propriedades não ôhmicas com uma tensão nominal de 220 Volts e um consumo de energia de 100 Watts. Calcule a resistência da lâmpada quando ela estiver acesa, considerando a potência e a tensão nominais.
Discussão:
Isso é conhecido:
– V = 220 Volt
– P = 100 Watt
Utilizando a fórmula da potência elétrica,
\[ P = VI \]
Então a corrente que flui:
\[ I = \frac{P}{V} = \frac{100}{220} \approx 0.455 \, \text{Ampere} \]
Em seguida, usando a lei de Ohm,
\[ R = \frac{V}{I} = \frac{220}{0.455} \approx 484 \, \text{Ohm} \]
Assim, a resistência de uma lâmpada incandescente quando acesa com a potência e tensão nominais é de cerca de 484 Ohms.
Conclusão
Compreender a diferença entre resistência ôhmica e não ôhmica é crucial na análise de circuitos elétricos. A resistência ôhmica obedece à lei de Ohm, com uma relação linear entre tensão e corrente, enquanto a resistência não ôhmica é não linear e pode ser afetada por diversos outros fatores. Com os vários exemplos e discussões apresentados acima, podemos entender melhor como esses dois tipos de resistência funcionam e como calcular corrente, tensão e resistência em um circuito elétrico.
O conhecimento sobre resistência ôhmica e não ôhmica é muito útil, especialmente para quem trabalha em engenharia elétrica ou eletrônica, pois auxilia no projeto e na análise de circuitos de forma mais eficaz e eficiente.
