O que acontece com a corrente elétrica quando aumentamos a resistência no circuito?

Como mostramos em outro artigo, a corrente elétrica consiste no movimento ordenado de elétrons é formada quando há uma diferença de potencial (ddp) em um fio condutor. E esse movimento no condutor fica sujeito a uma oposição que é conhecida como resistência elétrica.

No inicio do século 19, o físico alemão

(1787-1854) descobriu duas leis que determinam a resistência elétrica dos condutores. Essas leis, em alguns casos, também valem para os semicondutores e os isolantes.

A primeira lei de Ohm

Considere um fio feito de material condutor. As extremidades desse fio, são ligadas aos pólos de uma pilha, como mostra a figura abaixo. Desse modo, a pilha estabelece uma diferença de potencial no fio condutor e, consequentemente, uma corrente elétrica. Para se determinar o valor da corrente elétrica, coloca-se em série no circuito um amperímetro e, em paralelo, um voltímetro que permititrá a leitura da tensão. A montagem do circuito está ilustrada na figura abaixo:

Com o circuito montado e funcionando, fazemos as medições de tensão e corrente através dos aparelhos instalados. Agora imagine que a diferença de potencial da pilha seja dobrada (podemos fazer isso ligando uma segunda pilha em série com a primeira). Como resultado dessa alteração, o voltímetro marcará o dobro da tensão anterior, e o amperímetro marcará o dobro de corrente elétrica. Se triplicarmos a diferença de potencial, triplicaremos a corrente elétrica. Isso quer dizer que a razão entre a diferença de potencial e a corrente elétrica tem um valor constante. Essa constante é simbolizada pela letra R.

Se colocarmos a corrente elétrica (i) em evidência, podemos observar que, quanto maior o valor de R, menor será a corrente elétrica. Essa constante mostra a resistência que o material oferece à passagem de corrente elétrica.

A primeira lei de Ohm estabelece que a razão entre a diferença de potencial e a corrente elétrica em um condutor é igual a resistência elétrica desse condutor. Vale salientar que a explicação foi desenvolvida tendo como base um condutor de resistência constante. É por isso que condutores desse tipo são chmados de condutores ôhmicos.

A unidade de resistência elétrica no Sistema Internacional está exposta no quadro a seguir.

A segunda lei de Ohm

A primeira lei de Ohm nos apresentou uma nova grandeza física, a resistência elétrica. A segunda lei de Ohm nos dirá de que fatores influenciam a resistência elétrica. De acordo com a segunda lei, a resistência depende da geometria do condutor (espessura e comprimento) e do material de que ele é feito. A resistência é diretamente proporcional ao comprimento do condutor e inversamente proporcional a área de secção (a espessura do condutor). Observe a figura abaixo.

A figura apresenta a segunda lei de Ohm, onde L representa o comprimento do condutor e A é a área de sua secção reta. Essa equação mostra que se aumentarmos o comprimento do fio, aumentaremos a resistência elétrica, e que o aumento da área resultará na diminuição da resistência elétrica.

O ρ é a resistividade do condutor, que depende do material de que ele é feito e da sua temperatura.

A resistência elétrica é caracterizada pela dificuldade que um condutor pode oferecer à passagem da corrente elétrica. Sua intensidade pode ser calculada através das Leis de Ohm.

Quando um condutor é conectado a uma fonte de tensão (V), ele passa a ser percorrido por uma corrente elétrica de intensidade (i), que consiste no movimento dos elétrons livres no condutor. Para a maioria dos condutores, essas grandezas são proporcionais, de forma que a razão entre elas é uma constante:

V = constante
i                    

Essa constante é a resistência elétrica do condutor e é representada pela letra R. Assim, a relação acima pode ser reescrita como:

R = V
      i

Essa equação é conhecida como a Primeira Lei de Ohm e pode ser aplicada a todos os resistores. Entretanto, apenas os condutores ôhmicos mantêm o seu valor constante, independentemente da tensão e da corrente às quais são submetidos.

A resistência elétrica pode ser definida como a capacidade que um corpo tem de opor-se à passagem de corrente elétrica quando submetido a uma diferença de potencial. Ela deve-se ao fato de que o movimento dos elétrons ocorre de forma desordenada nos condutores, por isso eles colidem entre si e com os demais átomos que formam o condutor. Quanto maior for o número de colisões, maior será a dificuldade que a corrente elétrica terá de atravessar o condutor. Essa dificuldade é o que caracteriza a resistência elétrica.

Alguns fatores que determinam a resistência elétrica de um condutor são:

• Área de secção transversal: corresponde à largura. Quanto mais largo for o condutor, mais facilmente os elétrons passarão por ele, o que causará diminuição na resistência;

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• Comprimento: se um condutor for muito extenso, maior será o caminho a ser percorrido pelos elétrons, aumentando a possibilidade de choques e causando perda de energia durante o percurso. Dessa forma, quanto maior for o comprimento, maior será a resistência;

• Material que o constitui: os materiais que possuem maior quantidade de elétrons livres são os que oferecem maior facilidade para a passagem da corrente, portanto, uma menor resistência elétrica. Os melhores exemplos são os metais.

Esses fatores são todos relacionados em uma equação conhecida como Segunda Lei de Ohm:

R = ρ l
      A

Nessa equação, ρ é a resistividade do material, l é o comprimento do condutor, e A é a área de seção transversal.

A unidade de medida da resistência no Sistema Internacional é o Ohm, representado pela letra grega Ω (ômega), em homenagem ao físico alemão George Simon Ohm. Essa unidade representa a razão volt/Ampére.

A função básica dos resistoresé transformar energia elétrica em energia térmica. Em um circuito, eles podem ser utilizados para limitar a passagem de corrente elétrica e impedir que ela cause danos aos dispositivos eletrônicos. Além disso, eles podem ser utilizados em aparelhos domésticos para aquecimento, como é o caso dos chuveiros e dos secadores de cabelo.

Aproveite para conferir nossa videoaula sobre o assunto:

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