Resumo da Primeira Lei de Ohm: fórmulas e exemplos!

A Primeira Lei de Ohm estabelece que a diferença de potencial entre dois pontos e a corrente elétrica entre eles são diretamente proporcionais em um circuito com um resistor ôhmico (constante). Então, a fórmula que resume essa lei é: U = R.i. Agora, vamos te explicar todos esses conceitos, as fórmulas, o gráfico e o macete!

Neste texto sobre a Primeira Lei de Ohm, você encontrará os tópicos abaixo. Clique em um deles para ir diretamente ao conteúdo:

1. O que é Lei de Ohm?
2. Conceitos iniciais da Eletrodinâmica.
3. Como foi o experimento de Ohm?
4. O que diz a Primeira Lei de Ohm?
5. Qual é a fórmula da Primeira Lei de Ohm?
6. Como é o gráfico da Primeira Lei de Ohm?
7. Macete com o passo a passo para a Primeira Lei de Ohm!

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O que é a Lei de Ohm?

Lei de Ohm é um assunto muito cobrado nos vestibulares. Ela é parte da eletrodinâmica, uma matéria que estuda a energia elétrica e o funcionamento da eletricidade. As leis de Ohm foram conclusões propostas em 1827, pelo físico alemão Georg Simon Ohm. 

Esse tema é muito  importante, pois quase tudo no nosso dia a dia depende da energia elétrica: tomar banho no chuveiro, carregar um celular, ligar a televisão, acender uma luz, cozinhar usando eletrodomésticos, etc.

Foi por meio de algumas experiências e comparações entre resistência, corrente e diferença de potencial que chegamos à Primeira Lei de Ohm. Mas não se preocupe se não conhecer esses termos, nós te explicamos no próximo tópico!

Há também a Segunda Lei de Ohm, mas ela envolve experiências com diferentes comprimentos e espessuras de fios elétricos. Falaremos sobre ela em um próximo artigo.

Conceitos iniciais da Eletrodinâmica

Como prometido, vamos ajudar todos aqueles que estão iniciando neste assunto ou se esqueceram de alguns conceitos. Abaixo, veja o resumo das principais definições para avançar na matéria e entender tudo do jeito certo!

O que é a corrente elétrica (i)?

Na física, a corrente elétrica é definida como um fluxo de elétrons que correm em um mesmo sentido. Da mesma forma que existe uma corrente de água, podemos dizer que estamos tratando de uma corrente de elétrons.

Quando falamos no contexto de casa, fiação e eletricidade, dizemos que a corrente elétrica é a energia (elétrica) que abastece as nossas casas. 

Alguns aparelhos precisam de menos ou mais energia elétrica. Isso chamamos de intensidade (i), é como uma medição da “quantidade” do fluxo necessário, em certo tempo. Ela é dada em unidades de Amperes (A).

Mas se eles estão indo em um mesmo sentido, qual seria ele? Descubra:

O que é diferença de potencial (ddp, U ou V)?

Para explicar o potencial, vamos fazer uma comparação:

Você já deve ter estudado que o calor corre sempre do corpo mais quente para o mais frio. Também já deve ter ouvido falar que o vento sopra da área de maior pressão para a menor pressão.

Pois é, seguindo essa lógica, precisamos ter em mente que os elétrons e os átomos são feitos de energia que buscam equilíbrio. Por isso, quando há um ponto com muita carga de elétrons e outro com menos, espontaneamente surge um fluxo elétrico. 

Essa diferença é a ddp (diferença de potencial) ou voltagem, que é medida em unidades de volts (V). 

Quanto maior for essa diferença, maior será a tensão (tendência) para que os elétrons vão equilibrar os pólos. Por isso, a ddp pode aparecer indicada com a letra (U), mas sua unidade continua sendo em volts (V).

Assim, a corrente elétrica sempre flui quando há uma dpp, indo no sentido da maior voltagem para a menor. Quanto maior a tensão criada, maior a intensidade dessa corrente. 

O que é resistência elétrica (R)?

A resistência elétrica é a capacidade que um corpo tem para se opor à passagem de corrente elétrica. Como assim? Veja:

Quando um fluxo elétrico passa de um ponto ao outro, ele percorre algum material.Todas as matérias são feitas de átomos em equilíbrio. Então se sua estrutura for bem alinhada, esse material se incomoda com a passagem dos elétrons, gerando a resistência.

Essa resistência é como um conjunto de obstáculos ao longo do caminho, que vão dispersando o fluxo de elétrons, diminuindo a chance de ele chegar até o outro pólo ser uma corrente propriamente dita. 

Assim, dizemos que os materiais condutores são os que apresentam uma composição que permite a fácil passagem do fluxo de elétrons. Já os isolantes tem uma composição que “trava” uma grande parte desse fluxo e não deixa ele chegar até o outro polo.

Resumindo: a resistência elétrica, medida na unidade de Ω (Ohm), designa a capacidade que um condutor tem de se opor à passagem de corrente elétrica.

O que são resistores?

Os resistores são dispositivos eletrônicos que transformam a energia elétrica em térmica. Todo esse procedimento é realizado por meio do efeito joule:

Essa “frenagem” do elétron no meio do caminho, por causa da resistência, impede seu percurso. Mas sua agitação e energia continuam ali. Por isso, a energia elétrica para de correr, mas sua vibração se transforma em energia térmica e aquece o material. 

É assim que funciona o chuveiro elétrico que esquenta nossa água do banho!

Dizemos que há dois tipos de resistores:

• Resistores lineares ou ôhmicos são aqueles que seguem a primeira Lei de Ohm, sua resistência é constante. 
• Resistores não ôhmicos são aqueles que não seguem a lei, variam sua resistência.

O que são geradores?

Os geradores são equipamentos que jogam energia para dentro do circuito, sempre transformando algum tipo de energia em elétrica. 

Como exemplo temos as pilhas e as baterias, que fazem a transformação de energia química em energia elétrica. 

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O experimento de Ohm que o levou à 1° Lei de Ohm

Ohm montou um circuito elétrico simples com um gerador e sua ddp. Nele, os fios que conduzem a corrente passavam por um resistor. 

Assim, ele observou que, se esse resistor fosse ôhmico (constante, não mudasse o valor de sua resistência), a corrente só mudava de valor se mudasse a ddp.

Mas isso não funcionava quando ele criava um circuito semelhante que usava um resistor variável.

O que diz a Primeira Lei de Ohm?

A Primeira Lei de Ohm estabelece que há uma relação de proporcionalidade entre corrente e ddp, para um circuito com resistores lineares (Ôhmicos, constantes). Além disso, descobriu uma fórmula para calcular essa relação.

Agora que já entendemos a ideia básica, podemos ver o conceito formal:

A primeira Lei de Ohm demonstra que a diferença de potencial é proporcional a uma corrente elétrica nele estabelecida. Por isso, a razão entre o potencial elétrico e a corrente dará uma constante que é o valor do resistor ôhmico. 

Qual é a fórmula da Primeira Lei de Ohm?

Podemos resumir as informações da Primeira Lei de Ohm em uma única e simples fórmula matemática:

U = R. i

Em que:

• U = potencial/tensão (em V)
• R = resistência elétrica (em Ω)
• i =  intensidade medida (em A)

Como é o gráfico da Primeira Lei de Ohm?

Se jogarmos valores de ddps e corrente na fórmula da primeira lei, mantendo o resistor linear, obteremos esse gráfico acima.

Observe bem: essa é a mesma ideia que temos em uma equação de primeiro grau, portanto o gráfico também é uma reta constante e crescente.

Quando estamos analisando a fórmula original, a relação entre ddp e corrente é diretamente proporcional. Isso significa que, quanto maior for um elemento, maior será o outro.

Para entender isso, vamos supor dois exemplos:

1. Imagine um aparelho de circuito simples com uma ddp de 5V em que flui uma corrente elétrica 1A. Para descobrir qual a resistência do circuito ôhmico, só precisamos jogar as informações na fórmula:

U = R. i

5 = R.1

5/1 = R

R = 5Ω

2. Agora, vamos supor que nós mantivemos esse mesmo resistor no circuito, mas criamos uma ddp maior, ao adicionar uma outra pilha junto a primeira que gerava a energia. Agora temos uma ddp de 10V. Qual será a intensidade da nova corrente?

Para descobrir isso, podemos simplesmente jogar o 10 e o 5 na fórmula, pois o resistor é o mesmo e apresenta um valor constante (é ôhmico). Assim, está inserido em uma relação matemática de proporcionalidade que compensa as alterações.

Portanto, se a ddp dobrou (de 5 para 10) e é diretamente proporcional à corrente, sabemos que a corrente valerá 2A. Assim, a resistência não dobrará, ela se manterá constante, 5Ω. Jogue esses dados na fórmula e confira se não dá certo mesmo!

Como calcular a resistência?

Há dois modos de calcular a resistência em um circuito de resistor ôhmico:

• 1° modo: na fórmula da Primeira Lei de Ohm, o coeficiente angular (a) está na mesma posição que o R. Portanto, calcular a resistência é fazer a tangente do ângulo formado pela reta, que se mantém constante mesmo que ela cresça.

• 2° modo: observe que podemos manipular os membros da fórmula original para isolar o “R” nela. Então, nossa fórmula U=R.i possui uma equivalente que é R = U/i.

Macete da Primeira Lei de Ohm: passo a passo

Por fim, vamos te deixar com um macete para facilitar lembrar de todas essas relações e maneiras de manipular a fórmula original. Chamamos de macete do triângulo!

Veja o passo a passo: 

• Escreva um triângulo e faça uma linha horizontal no meio dele. 
• Na parte de cima, escreva o “U” (lembre-se: é a existência de uma ddp que faz o circuito começar a funcionar).
• Na parte de baixo, faça um traço vertical dividindo-a ao meio.
• Do lado esquerdo escreva o “i” (a ddp gera a corrente).
• Do lado direito, e por último, escreva o R.
• Sempre que quiser achar algum desses elementos, tampe o que você está procurando e terá a fórmula a ser usada!

Exemplos: 

1. Preciso calcular o potencial elétrico, então vou tampar o U. O que resta? O “i” e o “R” lado a lado, ou seja, a fórmula a ser usada é uma multiplicação “i.R”.
2. Preciso calcular a resistência, então vou tampar o R. O que resta? O “U” em cima e o “i” embaixo, ou seja, a fórmula a ser usada é uma fração “U/i”.
3. Preciso calcular a corrente, então vou tampar o i. O que resta? O “U” em cima e o “R” embaixo, ou seja, a fórmula a ser usada é uma fração “U/R”.

Esse jeito também nos permite analisar a proporcionalidade entre os elementos:

• O potencial é diretamente proporcional à corrente e à resistência.
• A resistência é diretamente proporcional ao potencial, mas é inversamente proporcional à corrente.
• A corrente é diretamente proporcional ao potencial, mas é inversamente proporcional à resistência.

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