Efeito Joule, primeira Lei de Ohm, resistores e potência elétrica
Chamamos de efeito Joule o fenômeno em que uma corrente elétrica agita os átomos de seu condutor, fazendo-o liberar calor.
Efeito Joule
Todos os materiais são constituídos de moléculas. Quando temos corrente passando por esse material, os elétrons colidem continuamente com os átomos desse condutor, deixando-os mais agitados, aumentando sua temperatura e fazendo o condutor liberar calor. A isso, damos o nome de efeito Joule.
Corrente elétrica
É o movimento dos elétrons, isto é, quantas cargas passam em um condutor, em um intervalo de tempo.
No qual:
I = Corrente elétrica.
Q = Quantidade de carga elétrica.
ϪT= Intervalo de tempo.
Resistores
Em um circuito elétrico, existem, além de outros elementos, os geradores e os receptores. Geradores são tudo aquilo que gera energia para o circuito, transformando qualquer tipo de energia em energia elétrica. Normalmente pilhas e baterias fazem a transformação de energia química em energia elétrica. Já os receptores transformam a energia elétrica em outra forma de energia. Por exemplo, em energia mecânica, que é o caso dos aparelhos eletrônicos, liquidificador, TV, ventilador…
Temos uma classe especial de receptores, que só transformam energia elétrica em térmica, realizando apenas o efeito Joule. Para esses, damos o nome de resistores. Os resistores são elementos que dificultam a passagem de corrente: quanto maior a resistência elétrica de um resistor, menor será a corrente que passa pelo circuito. São grandezas inversamente proporcionais.
A resistência elétrica de um material pode ser calculada utilizando a seguinte fórmula:
No qual:
R = Resitencia elétrica.
Ρ = Resistividade do material.
L = Comprimento do material.
A = Área da secção transversal.
Representação desse elemento em um circuito.
Primeira lei de Ohm
A primeira Lei de Ohm dita que, quando temos, em um circuito, uma resistência elétrica de um resistor constante, a diferença de potencial entre seus terminais é diretamente proporcional à corrente que por ali passa (U/i). Esses resistores serão chamados de Resistores Ôhmicos.
Com essa relação, teremos que:
R=U/i
No qual:
R = Resistência elétrica (Ohm, “Ω”)
U = Diferença de potencial (Volts, “V”)
i = Corrente elétrica ( Ampere, “A”)
Potência elétrica
Será essa grandeza que irá dizer se a luz ilumina mais, o chuveiro esquenta mais, o ar-condicionado gela mais…
Todos os aparelhos eletrônicos vêm com uma potência nominal de fábrica; você já deve ter observado isso: sempre vem escrito na caixa, por exemplo, 110Volts – 2000watts. Significa que, se o aparelho estiver ligado na tensão nominal, irá trabalhar com a potência nominal.
A potência elétrica pode ser calculada utilizando a seguinte relação:
P=Ui
No qual:
P = Potência elétrica (Watts ”W”)
U = Diferença de potencial (“V”)
i = Corrente elétrica (“A”)
Exercícios:
1. (UNITAU-SP) Um condutor de secção transversal constante e comprimento L tem resistência elétrica R. Cortando-se o fio pela metade, sua resistência elétrica será igual a:
a) 2R
b) R/2
c) R/4
d) 4/R
e) R/3
2. (CFT-PR) O elemento de um chuveiro elétrico que fornece calor, esquentando a água, é o:
a) resistor.
b) capacitor.
c) gerador.
d) disjuntor.
e) amperímetro.
3. (ENEM) Em um manual de um chuveiro elétrico são encontradas informações sobre algumas características técnicas, ilustradas no quadro, como a tensão de alimentação, a potência dissipada, o dimensionamento do disjuntor ou fusível, e a área da seção transversal dos condutores utilizados.
Uma pessoa adquiriu um chuveiro modelo A e, ao ler o manual, verificou que precisava ligá-lo a um disjuntor de 50 ampères. No entanto, intrigou-se com o fato do disjuntor a ser utilizado para uma correta instalação de um chuveiro B devia possuir uma amperagem 40% menor.
Considerando-se os chuveiros de modelos A e B, funcionando à mesma potência de 4 400 W, a razão entre as suas respectivas resistências elétricas RA e RB, que justifica a diferença de dimensionamento dos disjuntores, é mais próxima de
a) 0,3
b) 0,6
c) 0,8
d) 1,7
e) 3,0
Gabarito
1. B
2. A
3. A
