Exercícios sobre lei de Ohm, corrente e energia elétrica em Física

Corrente elétrica

A corrente elétrica é o movimento ordenado de cargas elétricas. Ou seja, corrente elétrica esta ligado a movimentação dos elétrons dentro do circuito elétrico. Essa corrente elétrica pode ser calculada da seguinte forma:

i =​ Δq / Δ​t​

Sendo:

• i a corrente elétrica.
• ∆q a variação de carga (já que calculamos um fluxo).
• ∆t o intervalo de tempo.

A unidade que representa a corrente elétrica no SI é o Ampère (A). Lembrando que carga se calcula na unidade Coulomb © e o tempo em segundo (s).

Como foi duto na definição, a corrente elétrica esta relacionada a movimentação dos eletróns. Mas, durante seus estudos, acreditavasse que a movimentação era feita por cargas positivas. Logo, temos uma corrente real (essa que representa o que realmente acontece) e uma corrente convencional (que será a corrente que vamos utilizar nos nossos estudos).

Figura 01 – Sentido real/convencional

Diferença de potencial (d.d.p)

Quando falamos da Diferença de Potencial (d.d.p) em um circuito elétrico, estamos falando da bateria (ou qualquer outro fornecedor de tensão como pilhas ou ate a tomada). A função do fornecedor tensão é provocar a diferença de potencial dentro do circuito e, com isso, provocar a corrente elétrica.

No mercado existe diversos fornecedores de tensão com seus respectivos valores de d.d.p. Consequentemente, eles também apresentam seus próprios valores de Potência e Energia associado.

Lembrando: A unidade de média do SI para a diferença de potencial é o Volts (V).

A representação tradicional de um circuito elétrico esta representada na figura 04. A figura 04 demonstra os polos positivos (+) e negativo (-) da fonte tensão e monstra os sentidos abordados.

Figura 03 – Representação de um circuito elétrico

Resistividade e resistência

O circuito básico demonstrado na figura 03 consiste em uma fonte de tensão, ligada a uma lâmpada através de fios e um interruptor para ligar e desligar. Os fios elétricos (condutores) fornecem o “caminho” para o movimento dos elétrons. O fio ideal (fio que aparece em grande parte das questões) não possui resistência, logo, não influencia o circuito. Mas o sistema pode apresentar elementos que apresenta resistência. Resistores são elementos de um circuito elétrico em que a sua função é transformar energia elétrica em energia térmica através de um efeito conhecido como Efeito Joule. Essa transformação ocorre porque a corrente elétrica apresenta certa dificuldade ao passar pelo resistor. Quanto maior o valor da resistência, maior a dificuldade.

A unidade de média que representa a resistência de um resistor, no SI, é o ohm (Ω).

Primeira lei de ohm

Para um circuito elétrico qualquer, podemos definir a primeira lei de ohm como uma relação entre a fonte de tensão do circuito (d.d.p) U, a corrente elétrica que percorre o circuito i e a resistência que o circuito apresenta R.

U = R.i

Segunda lei de ohm

Para um resistor qualquer, a resistência pode ser calculada a partir de parametros do próprio resistor. Como área A da seção transversal (“grossura”), do comprimento L e da resistividade (carateristica ligada ao tipo de material).

R = ρ.L/A

Potência elétrica

A potência elétrica de um determinado circuito esta ligado a quantidade de energia que aquele circuito utiliza em um determinado intervalo de tempo. Essa definição já é capaz de nos dar uma expressão:

P = E / ​Δt

Essa expressão é uma velha conhecida das aulas de Calorimetria e Mecânica e é muito bem vinda aqui também. Mas existe outras formas de calcularmos a potência elétrica de um circuito utilizando os novos parâmetros que aprendemos nesse resumo. São eles:

P=U.i

P=R.i²

P = U² / R