Lei de Ohm: Tensão, corrente e resistência

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Entender o conceito de tensão, corrente e resistência elétrica é fundamental para dar os primeiros passos no  mundo da  eletrônica. Após o entendimento dessas grandezas e a aplicação da 1° Lei de Ohm é adquirida uma base fundamental para dar sequência aos estudos. Nesse artigo vamos apresentar tais conceitos assim como a 1° Lei de Ohm.

 

 

Unidades

 

Antes de entrar nos conceitos alvos desse artigo é interessante apresentarmos as grandezas elétricas, unidade e notação. Vamos trabalhar com grandezas no sistema internacional (SI). O nome da grandeza geralmente é em homenagem a grandes cientistas.

 

Neste artigo vamos trabalhar com as seguintes grandezas: 

  • Tensão: unidade volt (V) em homenagem a Alessandro Volta;
  • Corrente: Unidade ampere (A), em homenagem a André Marie Ampère;
  • Resistência: Unidade Ohm (Ω), em homenagem a Georg Simon Ohm.

Para facilitar a escrita de valores são utilizados prefixos que facilitam a indicação. Esses prefixos em potência de 10 são colocados antes da unidade que representa a grandeza. A tabela 1 exibe os prefixos mais utilizados. Deve-se respeitar o uso de letras maiúsculas e minúsculas, pois podem influenciar no valor da grandeza:

 

Tabela 1 - Prefixos do sistema internacional

 

Prefixo

Simbolo

potencia base 10

tera

T

1012

giga

G

109

mega

M

106

kilo

k

103

-

-

100

mili

m

10-3

micro

µ

10-6

nano

n

10-9

pico

p

10-12

 

 

Resistência

 

Os materiais possuem facilidade ou dificuldade para a passagem de uma corrente elétrica. Isso ocorre devido à quantidade de elétrons na sua última camada. Os metais possuem poucos elétrons na sua última camada, por exemplo o cobre possui 1 elétron. Dessa forma este elétron está fracamente atraído ao núcleo podendo ser facilmente movimentado entre os átomos. Elementos que possuem a camada exterior completa são isolantes, e no caso dos semicondutores, que possuem 3 ou 4 elétrons na sua última camada, podem ser usados como isolantes ou condutores dependendo das ligações entre os átomos vizinhos.

 

A oposição à passagem de corrente é chamada de resistência elétrica. Todo material possui uma certa resistência elétrica, isso ocorre devido ao “choque” dos elétrons nos átomos durante a movimentação. O efeito causado por essa oposição é o calor. Determinados átomos oferecem maior resistência à passagem dos elétrons, produzindo mais calor.

 

Dessa forma parte da energia aplicada é transformada em calor, esse efeito é chamado de efeito Joule. É o mesmo utilizado para aquecer a água do nosso chuveiro ou aquecer um forno elétrico. Porém em muitos casos na eletrônica, esse efeito torna-se uma perda para o sistema em forma de calor.

 

A unidade de Resistência elétrica é o Ohm cujo o símbolo é representado pela letra grega “Omega” (Ω). Ela é representada geralmente pela letra R em equações e circuitos.

 

Resistores

 

O componente que usa esse princípio para construção dos circuitos elétricos é o Resistor. O resistor é construído de tal forma que tenha uma resistência conhecida para que possa ser aplicado no circuito. Além da resistência conhecida, o resistor também é construído para uma potência desejada. Isso vai depender do material e tamanho do resistor.

 

Existem diversos tipos de resistores para diversas aplicações. Para aplicações em eletrônica geralmente são construídos de fio, filme de carbono e filme metálico. E possuem aparecia conforme figura 1:

 

tensão-corrente-e-resistência-elétrica-Lei-de-Ohm-01
Figura 1 - Resistores comuns em eletrônica

 

Para montagem de superfície, SMD, também são usados resistores como os mostrados na figura 2:

 

tensão-corrente-e-resistência-elétrica-Lei-de-Ohm-02
Figura 2 - Resistores SMD

 

Existem também casos onde deseja-se transformar a energia elétrica em calor. Nesse caso, geralmente chamados de “resistências”, os resistores possuem tamanhos maiores, consequentemente potências maiores e são feitos de fio. Como pode ser observado na figura 3:

 

tensão-corrente-e-resistência-elétrica-Lei-de-Ohm-04
Figura 3 - Resistência de Chuveiro

 

Na eletrônica são muito utilizados os resistores variáveis, conhecidos com potenciômetros ou trimpots. A figura 4 exibe alguns exemplos:

 

tensão-corrente-e-resistência-elétrica-Lei-de-Ohm-03
Figura 4 - diversos tipos de potenciômetros

 

 

Simbologia

 

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Figura 5 - Simbologia para resistores

 

 

Tensão

 

Resumidamente a tensão elétrica é a diferença de potencial entre dois pontos. Sua unidade é o volt (V) e é representada nas equações e circuitos geralmente pelas letras U e V.

 

Ela é fornecida ao circuito através de um gerador. Geralmente nos circuitos eletrônicos os geradores são baterias, que transformam a energia química em elétrica. Há também geradores mecânicos, solares, térmicos, magnéticos, etc.

 

 

Corrente

 

É o fluxo de elétrons em um condutor quando submetido a uma diferença de potencial. Geralmente essa diferença de potencial é controlada por algum tipo de gerador, que transforma um tipo de energia em energia elétrica, por exemplo, uma bateria.

 

A corrente elétrica pode causar alguns efeitos, por exemplo, o efeito térmico e efeito luminoso, que usamos em nosso dia a dia.

 

A unidade de corrente elétrica é o ampère (A) e é geralmente representada em equações e circuitos pela letra I.

O sentido real da corrente elétrica ocorre com o movimento do elétrons saindo do terminal negativo para o positivo. Na prática usa-se o sentido convencional, ou seja, adota-se o sentido do fluxo de elétrons saindo do terminal positivo para o negativo.

 

 

Lei de Ohm

 

Georg Simon Ohm fez diversos testes para verificar a relação entre tensão, corrente e resistência. A primeira lei de Ohm é formulada como:

 

“A corrente que flui por um resistor é proporcional à tensão aplicada e inversamente proporcional ao valor de sua resistência”.

 

tensão-corrente-e-resistência-elétrica-Lei-de-Ohm-06
Figura 6 - Circuito básico com resistor

 

Representada matematicamente por:

 

I = V/R (Corrente é igual ao valor da diferença de tensão dividido pela resistência)

 

Exemplo de aplicação:

 

Supondo um circuito simples composto de uma fonte e uma resistência apenas. A fonte possui  uma tensão de 12 V e a resistência o valor de 4,7 KΩ. Qual o valor da corrente que flui no circuito?

 

I = V/R = 12/4700 = 2,55 mA

 

Conclusão

 

Este artigo apresentou os conceitos básicos para eletricidade. Entender tais conceitos é fundamental para o desenvolvimento das habilidades na área de eletro-eletrônica. A partir desse ponto conseguimos evoluir para a análise de circuitos, entendo a influência de cada componente.

 

 

Imagem de destaque: http://www.build-electronic-circuits.com/electronics-for-beginners/

 

 

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Fábio Souza
Engenheiro com experiência no desenvolvimento de projetos eletrônicos embarcados. Hoje é diretor de operações do portal Embarcados, onde trabalha para levar conteúdos de eletrônica, sistemas embarcados e IoT para o Brasil. Também atua no ensino eletrônica e programação pelo Brasil. É entusiastas do movimento maker, da cultura DIY e do compartilhamento de conhecimento, publica diversos artigos sobre eletrônica e projetos open hardware, como o projeto Franzininho Participou da residência hacker 2018 no Redbull Basement. Quando não está ministrando palestras, cursos ou workshops, dedica seu tempo “escovando bits” ou projetando placas eletrônicas.
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Leonardo
Visitante
Leonardo

Ótimo artigo, obrigado por disponibilizar.

Carlos Alexandre
Visitante
Carlos Alexandre

Muito bom.
Gostei da tua forma de explicar cada detalhe.

Marcelo Tosta
Visitante
Marcelo Tosta

Olá! Parabéns pelo conteúdo aqui disposto! Tenho um projeto de aplicativo de uma startup que estou fundando! Gostaria de saber se você tem interesse em fazer um orçamento de um projeto na sua área, de um hardware que sanaria um obstáculo do projeto de software.

Alanis Luckwu
Visitante
Alanis Luckwu

Amei seu texto. Muito bem escrito, de fácil entendimento, com informação detalhada. Me ajudou muito na montagem de um relatório, obrigada e parabéns!

Fabio_Souza_Embarcados
Visitante
Fabio_Souza_Embarcados

Olá Alanis, muito obrigado pelo feedback. Fico feliz em saber que o texto te ajudou.