Revisão: circuitos elétricos (ENEM Física): Notas de revisão
Circuitos elétricos - revisão
1ª lei de Ohm
A primeira lei de Ohm estabelece uma relação fundamental entre as grandezas elétricas básicas. Ela nos diz que a diferença de potencial (tensão) entre os terminais de um condutor é diretamente proporcional à corrente elétrica que passa por ele.
Fórmula principal
Significado das variáveis:
- U = tensão, ddp, diferença de potencial [volt (V)]
- R = resistência [ohm (Ω)]
- I = corrente elétrica [ampère (A)]
Comportamento gráfico
Para resistores ôhmicos, a relação entre tensão e corrente é linear, formando uma reta no gráfico U × I. A inclinação dessa reta representa a resistência do condutor.
2ª lei de Ohm
A segunda lei de Ohm nos mostra que a resistência elétrica de um condutor não depende apenas da corrente, mas também das características físicas do material.
Fórmula da resistividade
Variáveis da segunda lei de Ohm:
- R = resistência [ohm (Ω)]
- ρ = resistividade do material [Ω×m]
- L = comprimento do condutor [m]
- A = área da secção transversal [m²]
Esta lei nos ajuda a entender por que fios mais longos têm maior resistência e por que fios mais grossos conduzem melhor a eletricidade.
Associação de resistores
Em série
Quando resistores estão conectados um após o outro (em série):
Características fundamentais da associação em série:
- A corrente é a mesma em todos:
- As tensões se somam:
- As resistências se somam:
Em paralelo
Quando resistores estão conectados lado a lado (em paralelo):
Características fundamentais da associação em paralelo:
- A tensão é a mesma em todos:
- As correntes se somam:
- Para resistências:
Casos especiais para associação em paralelo:
- Para dois resistores:
- Para n resistores idênticos:
Instrumentos de medição elétrica
Amperímetro
- Mede a intensidade da corrente elétrica
- Deve ser ligado em série no circuito
- Possui resistência interna muito baixa (idealmente nula)
Voltímetro
- Mede a diferença de potencial (tensão)
- Deve ser ligado em paralelo no circuito
- Possui resistência interna muito alta (idealmente infinita)
Fusível
- Dispositivo de proteção do circuito
- Permite a passagem de corrente dentro de limites seguros
- "Queima" quando a corrente ultrapassa o valour nominal
Curto-circuito
Situação perigosa que acontece quando dois pontos do circuito são conectados por um condutor de resistência muito baixa, causando passagem de corrente muito alta e possível dano aos componentes.
Exemplo de aplicação
Exemplo Trabalhado: Cálculo de potência elétrica
Para calcular a potência de um aparelho elétrico, utilizamos:
Situação: Um chuveiro de 220V com resistência que varia conforme a temperatura.
Procedimento: Para calcular a potência em uma determinada configuração, utilizamos os dados de tensão e resistência correspondentes, aplicando a fórmula acima.
Pontos-Chave para Lembrar:
- Lei de Ohm: relaciona tensão, resistência e corrente
- Série: correntes iguais, tensões e resistências se somam
- Paralelo: tensões iguais, correntes se somam, resistências seguem regra do inverso
- Amperímetro em série, voltímetro em paralelo para medições corretas
- Fusível protege o circuito contra sobrecorrente
