Lei de Ohm Guia

FísicaInicianteTempo de leitura: 3 min

Visão Geral

A Lei de Ohm é a base da análise de circuitos, descrevendo a relação quantitativa entre a corrente, a tensão e a resistência em um condutor. Através desta simulação interativa, você verificará pessoalmente a fórmula $V = IR$ e explorará como a tensão e a resistência determinam conjuntamente a magnitude da corrente.

Antecedentes

Em 1826, o físico alemão Georg Simon Ohm descobriu esta relação quantitativa fundamental através de extensos experimentos. Embora suas descobertas tenham sido inicialmente ignoradas, mais tarde provaram ser um dos pilares mais importantes da ciência elétrica. A Lei de Ohm não se aplica apenas a resistores individuais, mas também serve como ponto de partida para analisar redes de circuitos complexas.

Conceitos-chave

Tensão ( $V$ )

V \text{ (Volts, V)}

A 'pressão' que empurra as cargas para fluírem, fornecida por uma fonte de energia. Uma tensão mais alta fornece mais força motriz para o movimento das cargas. Em diagramas de circuitos, é tipicamente representada por baterias.

Resistência ( $R$ )

R \; (\Omega)

A oposição que um condutor oferece ao fluxo de corrente. A resistência é determinada pelo material, comprimento e área da seção transversal do condutor, e não muda com a tensão.

Corrente ( $I$ )

I \text{ (Ampères, A)}

A quantidade de carga que passa através da seção transversal de un condutor por unidade de tempo. A direção da corrente é definida como a direção do movimento da carga positiva. Na simulação, é representada pela velocidade de fluxo dos pontos luminosos.

Fórmulas e Derivação

Lei de Ohm

I = \frac{V}{R}

A corrente em um condutor é diretamente proporcional à tensão aplicada e inversamente proporcional à sua resistência. Esta fórmula só se aplica a resistores lineares.

Fórmulas Derivadas

V = IR \quad \text{ou} \quad R = \frac{V}{I}

Dados dois parâmetros quaisquer, o terceiro pode ser calculado. Nota:

R = V/I

é usado apenas para calcular o valor da resistência; a resistência em si não muda com a tensão.

Passos do Experimento

1
Explorando a Relação Corrente-Tensão
Mantenha o controle deslizante de resistência em $500\Omega$ . Aumente gradualmente a tensão de $1.5V$ para $9.0V$ . Observe a tendência da corrente ( $I$ ) no painel de dados. Você descobrirá que: quando a resistência é constante, quanto maior a tensão, maior ou menor a corrente? (Dica: Registre valores em diferentes tensões e veja se são proporcionais).
2
Explorando a Relação Corrente-Resistência
Mantenha a tensão em $4.5V$ . Aumente a resistência de $100\Omega$ para $2000\Omega$ . Observe a velocidade de movimento dos pontos azuis no circuito. Você descobrirá que: quando a tensão é constante, quanto maior a resistência, como muda a corrente? (Dica: Quando a resistência dobra, o que acontece com a corrente?).
3
Observando Casos Extremos
Tente ajustar a tensão para o máximo ( $9.0V$ ) e a resistência para o mínimo ( $100\Omega$ ). Observe o aviso de 'Corrente Alta'. Quando a corrente excede $25mA$ , os componentes em circuitos reais podem ser danificados devido à rápida geração de calor.
4
Alterando a Direção do Fluxo
Alterne o botão 'Direção do Fluxo' para ver a diferença entre 'Corrente Convencional' e 'Fluxo de Elétrons'. Pense: Por que costumamos usar a direção do positivo para o negativo na análise de circuitos?

Resultados de Aprendizagem

Compreender e enunciar com precisão a Lei de Ohm e seu significado físico
Utilizar com habilidade o método de controle de variáveis para projetar e executar experimentos elétricos
Dominar a aplicação de $V=IR$ e suas fórmulas derivadas na análise de circuitos básicos
Desenvolver o pensamento científico prevendo dados experimentais baseados em leis físicas

Aplicações Reais

Eletrodomésticos: Dimmer de luz ou botões de volume ajustam a corrente alterando uma resistência variável.
Segurança Elétrica: Fusíveis são projetados com base no efeito térmico da corrente, queimando automaticamente quando a corrente é muito alta (determinada por $V/R$ ).
Tecnologia de Sensores: Sensores de pressão em balanças eletrônicas funcionam alterando a resistência através da deformação.
Carregamento Rápido: Dispositivos móveis obtêm maior corrente ( $I$ ) e potência ( $P$ ) aumentando a tensão de carga ( $V$ ) quando a resistência ( $R$ ) é limitada.
Medição com Multímetro: Usa uma tensão interna conhecida e a corrente medida para calcular uma resistência desconhecida.

Erros Comuns

Erro

A resistência depende da tensão e da corrente (

R = V/I

, então R muda quando V muda).

Correto

A resistência é uma propriedade intrínseca do condutor, como a altura de uma pessoa; não muda de acordo com o quão rápido você corre (corrente) ou o quão forte você é empurrado (tensão). A fórmula

R = V/I

simplesmente fornece uma maneira de medir a resistência.

Erro

Desde que haja tensão, deve haver corrente.

Correto

Não exatamente. Assim como a pressão da água existe mesmo que a torneira esteja fechada. A corrente requer: 1. Tensão (fonte de energia); 2. Um circuito fechado.

Leitura Adicional

Wikipedia - Ohm's Law

Pronto para começar?

Agora que você entende o básico, comece o experimento interativo!

Iniciar Experimento Iniciar Questionário

Visão Geral

Antecedentes

Conceitos-chave

Tensão (VVV)

Resistência (RRR)

Corrente (III)