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Primeira lei de Ohm

A primeira lei de Ohm é a lei que traz a relação da resistência elétrica com a tensão elétrica e a corrente elétrica.

Ilustração representando a relação entre tensão elétrica, corrente elétrica e resistência elétrica.
Enquanto o Volt (tensão elétrica) quer empurrar o Ampere (corrente elétrica), o Ohm (resistência elétrica) quer resistir ao movimento.
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A primeira lei de Ohm postula que se em um circuito elétrico composto por um resistor, sem variação de temperatura, conectarmos uma tensão elétrica, o resistor será atravessado por uma corrente elétrica. Por meio dela, percebemos a relação de proporcionalidade entre tensão, resistência e corrente elétrica, sendo que se aumentarmos o valor de uma dessas grandezas, as outras também serão afetadas.

Saiba mais: Qual é a velocidade da corrente elétrica?

Tópicos deste artigo

Resumo sobre primeira lei de Ohm

  • A primeira lei de Ohm aponta que se uma diferença de potencial é aplicada a um resistor com temperatura constante, ele será atravessado por uma corrente elétrica.

  • Ela demonstra a relação entre tensão elétrica, resistência elétrica e corrente elétrica.

  • O resistor elétrico é um equipamento que controla o quanto de corrente atravessará o circuito elétrico.

  • Os resistores elétricos podem ser ôhmicos ou não ôhmicos, ambos com resistência que pode ser calculada pelas leis de Ohm.

  • Todos os resistores elétricos possuem a propriedade resistência elétrica.

  • Por meio da fórmula da primeira lei de Ohm, encontramos que a resistência é igual à divisão entre a tensão e a corrente elétrica.

  • Para um resistor ôhmico, o gráfico da primeira lei de Ohm é uma reta.

  • Para um resistor não ôhmico, o gráfico da primeira lei de Ohm é uma curva.

  • A primeira e a segunda lei de Ohm trazem o cálculo da resistência elétrica, mas a relacionando com grandezas diferentes.

Videoaula sobre primeira lei de Ohm

O que diz a primeira lei de Ohm?

A primeira lei de Ohm nos informa que quando aplicamos aos dois terminais de um resistor elétrico, à temperatura constante, uma diferença de potencial (tensão elétrica), ele será percorrido por uma corrente elétrica, como podemos ver abaixo:

 Ilustração de dois diferentes tipos de circuitos elétricos percorridos por uma corrente elétrica.
Diferentes tipos de circuitos elétricos percorridos por uma corrente elétrica.

Além disso, por meio da sua fórmula, percebemos que a resistência elétrica é proporcional à tensão elétrica (ddp ou diferença de potencial elétrico), mas inversamente proporcional à corrente elétrica. Portanto, se aumentarmos a tensão, a resistência também aumentará. Contudo, se aumentarmos a corrente, a resistência diminuirá.

\(R\propto U\ \)

\(R\propto\frac{1}{i}\)

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O que são resistores?

Os resistores são dispositivos elétricos com função de controlar a passagem de corrente elétrica em um circuito elétrico, convertendo a energia elétrica proveniente da tensão elétrica em energia térmica ou calor, o que é conhecido como efeito Joule.

Sete diferentes modelos de resistor elétrico sobre uma mesa de madeira.
Alguns modelos de resistor elétrico.

Se um resistor respeita a primeira lei de Ohm, damos a ele o nome de resistor ôhmico, mas se ele não respeita a primeira lei de Ohm, ele recebe a nomenclatura de resistor não ôhmico, independentemente de qual tipo seja. Ambos os resistores são calculados pelas fórmulas das leis de Ohm. A maioria dos dispositivos possuem resistores não ôhmicos em seu circuito, como é o caso das calculadoras e celulares.

O que é resistência elétrica?

A resistência elétrica é a propriedade física que os resistores elétricos possuem para conter a tranferência da corrente elétrica para o restante do circuito elétrico. Ela é simbolizada por um quadrado ou zigue-zague nos circuitos:

Representação da resistência elétrica no circuito.
Representação da resistência elétrica no circuito.

Leia também: Curto-circuito — quando a corrente elétrica não encontra nenhum tipo de resistência no circuito elétrico

Fórmula da primeira lei de Ohm

A fórmula que corresponde à primeira lei de Ohm é:

\(R=\frac{U}{i}\)

Ela pode ser reescrita como:

\(U=R\cdot i\)

  • U → diferença de potencial (ddp), medida em Volts [V].

  • R → resistência elétrica, medida em Ohm [Ω].

  • i → corrente elétrica, medida em Ampere [A].

Exemplo:

Um resistor de 100 Ω tem uma corrente elétrica de \(20\ mA\) atravessando-o. Determine a diferença de potencial entre os terminais desse resistor.

Resolução:

Utilizaremos a fórmula da primeira lei de Ohm para encontrar a ddp:

\(U=R\cdot i\)

\(U=100\cdot20\ m\)

O m em \(20\ mA\) significa micro, que vale \({10}^{-3}\), então:

\(U=100\cdot20\cdot{10}^{-3}\)

\(U=2000\cdot{10}^{-3}\)

Transformando em notação científica, temos:

\(U=2\cdot{10}^3\cdot{10}^{-3}\)

\(U=2\cdot{10}^{3-3}\)

\(U=2\cdot{10}^0\)

\(U=2\cdot1\)

\(U=2\ V\)

A ddp entre os terminais do resistor vale 2 Volts.

Gráficos da primeira lei de Ohm

O gráfico da primeira lei de Ohm depende se estamos trabalhando com um resistor ôhmico ou um resistor não ôhmico.

  • Gráfico de um resistor ôhmico

O gráfico para um resistor ôhmico, aquele que obedece a primeira lei de Ohm, se comporta como uma reta, como podemos ver abaixo:

Gráfico de um resistor ôhmico.
Gráfico de um resistor ôhmico.

Quando trabalhamos com gráficos, podemos calcular a resistência elétricas de duas maneiras. A primeira é substituindo os dados da corrente e tensão na fórmula da primeira lei de Ohm. Já a segunda é por meio da tangente do ângulo θ, pela fórmula:

\(R=tan{\theta}\)

  • R → resistência elétrica, medida em Ohm [Ω].

  • θ → ângulo de inclinação da reta, medido em graus [°].

Exemplo:

Por meio do gráfico, encontre o valor da resistência elétrica.

 Representação de um gráfico de um resistor ôhmico.

Resolução:

Como não nos foram dadas as informações dos valores da corrente e da tensão elétrica, encontraremos a resistência por meio da tangente do ângulo:

\(R=\tan{\theta}\)

\(R=tan45°\)

\(R=1\mathrm{\Omega}\)

Assim, a resistência elétrica é de 1 Ohm.

  • Gráfico de um resistor não ôhmico

Já o gráfico para um resistor não ôhmico, aquele que não obedece a primeira lei de Ohm, se comporta como uma curva, como podemos ver no gráfico abaixo:

Gráfico de um resistor não ôhmico.
Gráfico de um resistor não ôhmico.

Diferenças entre primeira lei de Ohm e segunda lei de Ohm

Ainda que a primeira e a segunda lei de Ohm tragam a fórmula da resistência elétrica, elas possuem diferenças em relação às grandezas que relacionamos à resistência elétrica.

  • Primeira lei de Ohm: traz a relação da resistência elétrica com a tensão elétrica e corrente elétrica.

  • Segunda lei de Ohm: informa que a resistência elétrica varia de acordo com a resistividade elétrica e as dimensões do condutor. Quanto maior for a resistividade elétrica, maior será a resistência.

Saiba também: 10 equações de Física essenciais para o Enem

Exercícios resolvidos sobre primeira lei de Ohm

Questão 1

(Vunesp) Os valores nominais de uma lâmpada incandescente, usada em uma lanterna, são: 6,0 V; 20 mA. Isso significa que a resistência elétrica do seu filamento é de:

A) 150 Ω, sempre, com a lâmpada acesa ou apagada.

B) 300 Ω, sempre, com a lâmpada acesa ou apagada.

C) 300 Ω com a lâmpada acesa e tem um valor bem maior quando apagada.

D) 300 Ω com a lâmpada acesa e tem um valor bem menor quando apagada.

E) 600 Ω com a lâmpada acesa e tem um valor bem maior quando apagada.

Resolução:

Alternativa D

Utilizando a primeira lei de Ohm:

\(U=R\cdot i\)

\(6=R\cdot20\ m\)

O m em \(20\ mA\) significa micro, que vale \({10}^{-3}\), então:

\(6=R\cdot20\cdot{10}^{-3}\)

\(R=\frac{6}{20\cdot{10}^{-3}}\)

\(R=\frac{0,3}{{10}^{-3}}\)

\(R=0,3\cdot{10}^3\)

\(R=3\cdot{10}^{-1}\cdot{10}^3\)

\(R=3\cdot{10}^{-1+3}\)

\(R=3\cdot{10}^2\)

\(R=300\ \mathrm{\Omega}\)

A resistência varia com a temperatura, então como a temperatura do filamento é menor quando a lâmpada está apagada, a resistência também será menor.

Questão 2

(Uneb-BA) Um resistor ôhmico, quando submetido a uma ddp de 40 V, é atravessado por uma corrente elétrica de intensidade 20 A. Quando a corrente que o atravessa for igual a 4 A, a ddp, em Volts, nos seus terminais, será:

A) 8

B) 12

C) 16

D) 20

E) 30

Resolução:

Alternativa A

Calcularemos o valor do resistor quando ele é atravessado por uma corrente de 20 A e sujeito a ddp de 40 V, usando a fórmula da primeira lei de Ohm:

\(U=R\cdot i\)

\(40=R\cdot20\)

\(\frac{40}{\ 20}=R\)

\(2\mathrm{\Omega}=R\)

Utilizaremos a mesma fórmula para encontrar a ddp nos terminais quando o resistor é atravessado por uma corrente de 4 A.

\(U=R\cdot i\)

\(U=2\cdot4\)

\(U=8\ V\)

 

Por Pâmella Raphaella Melo
Professora de Física

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

MELO, Pâmella Raphaella. "Primeira lei de Ohm"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/primeira-lei-de-ohm.htm. Acesso em 16 de agosto de 2022.

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Lista de exercícios


Exercício 1

Qual alternativa abaixo corresponde à fórmula da primeira lei de Ohm?

A) \( i=\frac{P_{OT}}{U}\)

B) \(U=\sqrt{P_{OT}\cdot R}\)

C) \(R=\frac{U^2}{P_{OT}}\)

D) \(R=\frac{P_{OT}}{i^2}\)

E) \(U=R\cdot i\)

Exercício 2

Qual(is) das alternativa(s) apresenta(m) a unidade de medida correspondente à grandeza física estudada na primeira lei de Ohm?

I. A diferença de potencial é medida em Ohm.

II. A resistência elétrica é medida em Ampere.

III. A  corrente elétrica é medida em Volts.

A) Apenas I.

B) Alternativas II e III

C) Alternativas I e III.

D) Todas as alternativas estão incorretas.

E) Todas as alternativas estão corretas.

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