A situação-problema “Lei de Ohm” discute o seguinte problema: “Se existe alguma relação entre a tensão, a corrente e a resistência de um material, qual é esta relação?”. Os alunos determinaram que existe essa relação e estabeleceram o seguinte modelo matemático generalizado: () = 1 , onde I é a intensidade de corrente (ampères), U é a tensão aplicada (volts) e R é a resistência (ohms).
i) O que acontece com o circuito se deixarmos o valor da tensão constante e variarmos o valor da resistência?
ii) O que acontece com o circuito se o valor da resistência for muito pequeno? Este valor pode ser zero? E se o valor da resistência for muito grande
Soluções para a tarefa
i) Quando alteramos a resistência elétrica a tensão constante influenciaremos consequentemente na corrente com proporcionalidade de maneira inversa.
ii)Se o valor da resistência for muito pequeno pela relação de proporcionalidade inversa da equação (1), a corrente elétrica será muito grande. Este valor não poder ser zero, pois todo material condutor possui intrinsecamente uma resistência própria. Se esse valor for zero, irá passar uma corrente muito alta, tão alta que a energia elétrica gerada será transformada totalmente em energia térmica (calor), ou seja, toda a energia será transformada em efeito Joule.
A primeira lei de Ohm estabelece que a razão entre a diferença de potencial e a corrente elétrica em um condutor é igual a resistência elétrica desse condutor. Vale salientar que a explicação foi desenvolvida tendo como base um condutor de resistência constante. É por isso que condutores desse tipo são chamados de condutores ôhmicos.
R = U/i (1).
U = R.i
i) Logo, se mantermos a tensão elétrica contante e variarmos a resistência elétrica, estaremos tratando de resistores não ôhmicos e pela equação (1) podemos ver que, quando alteramos a resistência elétrica a tensão constante influenciaremos consequentemente na corrente com proporcionalidade de maneira inversa, ou seja:
R ∝ 1/i.
ii) Se o valor da resistência for muito pequeno pela relação de proporcionalidade inversa da equação (1), a corrente elétrica será muito grande. Este valor não poder ser zero, pois todo material condutor possui intrinsecamente uma resistência própria. Se esse valor for zero, irá passar uma corrente muito alta, tão alta que a energia elétrica gerada será transformada totalmente em energia térmica (calor), ou seja, toda a energia será transformada em efeito Joule.
Com a temperatura muito alta, pela segunda Lei de Ohm o material poderá perder a propriedade de conduzir elétrons, ou seja, de passar corrente por ele e até mesmo podendo deformar sua estrutura física devido à alta temperatura.