OHM: MEDIDAS DE RESISTÊNCIA, EXEMPLOS E EXERCÍCIOS RESOLVIDOS - FISICA - 2025

O ohm ou ohm é a unidade de medida de resistência elétrica pertencente ao Sistema Internacional de Unidades (SI), amplamente utilizada na ciência e na engenharia. Recebeu o nome do físico alemão Georg Simon Ohm (1789-1854).

Ohm foi professor e pesquisador na Universidade de Munique e, entre suas muitas contribuições para a eletricidade e o magnetismo, está a definição de resistência por meio da relação entre voltagem e corrente por meio de um condutor.

Figura 1. Resistores variados que fazem parte de um circuito. Fonte: Wikimedia Commons.

Essa relação é conhecida como Lei de Ohm e geralmente é expressa como:

R = ΔV / I

Onde R representa a resistência elétrica, ΔV é a tensão em volts (V) e I é a corrente em amperes (A), tudo em unidades SI.

Portanto, 1 ohm, que também é denotado de forma intercambiável pela letra grega Ω, é igual a 1 V / A. Isso significa que se definir uma tensão de 1 V em um determinado condutor causar uma corrente de 1 A, a resistência desse condutor é de 1 Ω.

A resistência elétrica é um elemento de circuito muito comum que é usado de várias maneiras para controlar adequadamente a corrente, seja ela parte de um circuito integrado ou individualmente.

Medição de resistência elétrica

Figura 5. Georg Simon Ohm, batizado em homenagem à unidade de resistência, nasceu na Baviera em 1789 e fez grandes contribuições para a eletricidade, acústica e interferência das ondas de luz. Fonte: Wikimedia Commons.

As resistências são medidas com a ajuda de um multímetro, um medidor que vem nas versões analógica e digital. Os mais básicos medem tensões e correntes diretas, mas existem dispositivos mais sofisticados com funções adicionais. Quando usados ​​para medir resistência, eles são chamados de ohmímetros ou ohmímetros. Este dispositivo é muito simples de usar:

- O seletor central é colocado na posição de medir a resistência, escolhendo uma das escalas identificadas com o símbolo Ω, caso o instrumento possua mais de uma.

- A resistência a ser medida é extraída do circuito. Se isso não for possível, a fonte de alimentação deve ser desligada.

- A resistência é colocada entre as pontas ou sondas do instrumento. A polaridade não importa.

- O valor é lido diretamente no display digital. Se o instrumento for analógico, ele tem uma escala marcada com o símbolo Ω que é lido da direita para a esquerda.

Na figura a seguir (número 2), um multímetro digital e suas sondas ou ponteiras são mostrados. O modelo possui escala única para medição de resistência, indicada por uma seta.

Figura 2. Multímetro digital. Fonte: Pixabay.

O valor de uma resistência elétrica comercial é geralmente expresso por um código de faixa de cores em seu exterior. Por exemplo, os resistores na Figura 1 têm faixas vermelhas, roxas, douradas, amarelas e cinza. Cada cor possui um significado numérico indicando o valor nominal, conforme será mostrado a seguir.

Código de cores para resistores

A tabela a seguir mostra os códigos de cores para os resistores:

Tabela 1.

Levando em consideração que a faixa metálica fica à direita, o código é utilizado da seguinte forma:

- As primeiras duas cores da esquerda para a direita fornecem o valor da resistência.

- A terceira cor indica a potência de 10 pela qual deve ser multiplicada.

- E a quarta indica a tolerância estabelecida pelo fabricante.

Exemplos de valores de resistor

Como exemplo, vamos primeiro olhar para o resistor em primeiro plano, à esquerda da figura 1. A sequência de cores mostrada é: cinza, vermelho, vermelho, dourado. Lembre-se de que a aliança de ouro ou prata deve estar à direita.

O cinza representa 8, o vermelho é 2, o multiplicador é vermelho e igual a 10 ² = 100 e finalmente, a tolerância é ouro que simboliza 5%. Portanto, a resistência é 82 x 100 Ω = 8200 Ω.

Sendo a tolerância de 5%, equivale em ohms a: 8200 x (5/100) Ω = 410 Ω. Portanto, o valor da resistência está entre: 8200 - 410 Ω = 7790 Ω e 8200 + 410 Ω = 8610 Ω.

Usando o código de cores, você tem o valor nominal ou de fábrica da resistência, mas para tornar a medição mais precisa, você precisa medir a resistência com o multímetro, conforme explicado anteriormente.

Outro exemplo para a resistência da seguinte figura:

Figura 3. Uso do código de cores em um resistor R. Fonte: Wikimedia Commons.

Temos o seguinte para o resistor R: vermelho (= 2), roxo (= 7), verde (multiplique por 10 ⁵), então o resistor R na figura é 27 x 10 ⁵ Ω. A faixa de tolerância é prata: 27 x 10 ⁵ x (10/100) Ω = 27 x 10 ⁴ Ω. Uma maneira de expressar o resultado acima, arredondando 27 x 10 ⁴ para 30 x 10 ⁴, é:

Prefixos mais usados

Os valores que uma resistência elétrica pode ter, sempre positivos, estão em uma faixa muito ampla. Por esse motivo, potências de 10 são amplamente utilizadas para expressar seus valores, bem como prefixos. Aqui estão os mais comuns:

Mesa 2.

De acordo com esta notação, a resistência no exemplo anterior é: (2,7 ± 0,3) MΩ.

Resistência de um condutor

Os resistores são feitos de materiais diversos e é uma medida da oposição que o condutor tem à passagem da corrente, como se sabe, nem todos os materiais conduzem da mesma forma. Mesmo entre materiais considerados condutores existem diferenças.

A resistência depende de várias características, sendo as mais importantes:

- Geometria do condutor: comprimento e área da seção transversal.

- Resistividade do material: indica a oposição que o material apresenta à passagem da corrente.

- Temperatura: a resistividade e a resistência aumentam com a temperatura, pois o ordenamento interno do material diminui e, assim, os portadores de corrente são impedidos em sua passagem.

Para um condutor de seção transversal constante, a uma dada temperatura, a resistência é dada por:

R = ρ (ℓ / A)

Onde ρ é a resistividade do material na temperatura em questão, que é determinada experimentalmente, ℓ é o comprimento do condutor e A é a área da seção transversal.

Figura 4. Resistência de um condutor. Fonte: Wikimedia Commons.

Exercício resolvido

Encontre a resistência de um fio de cobre com raio de 0,32 mm e 15 cm de comprimento, sabendo que a resistividade do cobre é 1,7 × 10 ^-8 Ω.m.

Solução

Dado que a resistividade está em unidades do Sistema Internacional, o mais adequado é expressar a área da seção transversal e o comprimento nessas unidades, e então substituí-la na fórmula da seção anterior:

Raio = 0,32 mm = 0,32 × 10 ^-3 m

A = π (Raio ²) = π (0,32 × 10 ^-3 m) ² = 3,22 x 10 ^-7 m ²

ℓ = 15 cm = 15 x 10 ^-2 m

R = ρ (ℓ / A) = 1,7 × 10 ^-8 Ω.mx (15 x 10 ^-2 m / 3,22 x 10 ^-7 m ²) = 7,9 × 10 ^-3 Ω = 7,9 m-ohm.

Referências

1. Figueroa, D. (2005). Série: Física para Ciência e Engenharia. Volume 5. Eletrostática. Editado por Douglas Figueroa (USB).
2. Giancoli, D. 2006. Física: Princípios com Aplicações. 6 ^th. Ed Prentice Hall.
3. Resnick, R. (1999). Fisica. Vol. 2. 3 ^rd em espanhol. Compañía Editorial Continental SA de CV
4. Sears, Zemansky. 2016. Física Universitária com Física Moderna. 14 ^th. Ed. Volume 2.
5. Serway, R., Jewett, J. (2018). Física para Ciência e Engenharia. Volume 1. 10 ^ma. Ed. Cengage Learning.