O que é resistência elétrica?

Você sabe o que é resistência elétrica? A resistência elétrica é uma propriedade física caracterizada por evitar a livre passagem de corrente elétrica pelo circuito elétrico, dissipando, assim, a energia térmica (calor). Ela pode ser definida pela primeira lei de Ohm, sendo proporcional à tensão elétrica (ddp ou diferença de potencial elétrico), mas inversamente proporcional à corrente elétrica.

Ela também pode ser definida pela segunda lei de Ohm, sendo proporcional à resistividade elétrica e ao comprimento do condutor, mas inversamente proporcional à área da secção transversal do condutor. De acordo com o Sistema Internacional de Unidades (S.I.), a sua unidade de medida é o Ohm, representado pela letra Ω.

Leia também: O que é condutividade elétrica?

Resumo sobre resistência elétrica

• A resistência elétrica é calculada por meio da primeira lei de Ohm e da segunda lei de Ohm.
• A primeira lei de Ohm relaciona a resistência elétrica à diferença de potencial elétrico e à corrente elétrica.
• A segunda lei de Ohm relaciona a resistência elétrica à resistividade elétrica, ao comprimento e à área de secção transversal de um condutor.
• A resistência elétrica tem a função de se opor à propagação de corrente elétrica nos circuitos elétricos e dissipar energia térmica (calor), e se dá pela colisão entre elétrons livres e os átomos do condutor metálico.
• Enquanto a resistência elétrica é uma propriedade do corpo, a resistividade elétrica é uma propriedade do material do corpo.
• Por meio do efeito Joule, que ocorre em materiais que possuem resistência elétrica não nula, é possível termos a conversão da energia elétrica em calor.

Fórmulas da resistência elétrica

→ Fórmula da primeira lei de Ohm

A fórmula da primeira lei de Ohm é:

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

Que pode aparecer também como:

\(U=R\cdot i\)

• U → diferença de potencial elétrico (ou tensão elétrica), medida em Volts [V].
• R → resistência elétrica, medida em Ohm [Ω].
• i → corrente elétrica, medida em Ampére [A].

→ Fórmula da segunda lei de Ohm

A fórmula da segunda lei de Ohm é:

\(R=\rho\cdot\frac{L}{A}\)

• R → resistência elétrica, medida em Ohm [Ω].
• ρ → resistividade do material, medida em [\(\mathrm{\Omega}\cdot m\)].
• L → comprimento do condutor, medido em metros [m].
• A → área de secção transversal do condutor, medida em [m²].

Como calcular a resistência elétrica?

A resistência elétrica é calculada principalmente por meio da primeira lei de Ohm e por meio da segunda lei de Ohm. Abaixo temos alguns exemplos de como calcular a resistência elétrica usando as fórmulas dessas leis.

• Exemplo 1:

Um resistor é percorrido por uma corrente elétrica de 5 mA, quando se aplica uma diferença de potencial elétrico de 110 V. Com base nisso, determine a resistência elétrica desse resistor.

Resolução:

Encontraremos a resistência elétrica desse resistor por meio da fórmula da primeira lei de Ohm:

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

\(R=\frac{110}{5\ m}\)

O m em 5 mA significa micro, cujo valor é \({10}^{-3}\), então:

\(R=\frac{110}{5\cdot{10}^{-3}}\)

\(R=22\cdot{10}^3\)

\(R=2,2\cdot{10}^1\cdot{10}^3\)

\(R=2,2\cdot{10}^{1+3}\)

\(R=2,2\cdot{10}^4\ \Omega\)

Então, a resistência elétrica desse resistor é de \(2,2\cdot{10}^4\ \Omega\).

• Exemplo 2:

Um cabo de cobre de 10 m e área transversal de \({10}^{-2}\ m\) possui uma resistividade elétrica de \(1,7\cdot{10}^{-6}\ \mathrm{\Omega}\cdot m\). Com base nessas informações, determine a sua resistência elétrica.

Resolução:

Encontraremos a resistência elétrica desse resistor por meio da fórmula da segunda lei de Ohm:

\(R=\rho\cdot\frac{L}{A}\)

\(R=1,7\cdot{10}^{-6}\cdot\frac{10}{{10}^{-2}}\)

\(R=1,7\cdot{10}^{-6}\cdot10\cdot{10}^2\)

\(R=1,7\cdot{10}^{-6+1+2}\)

\(R=1,7\cdot{10}^{-3}\ \Omega\)

Então a resistência elétrica desse resistor é de \(1,7\cdot{10}^{-3}\ \Omega\).

Função da resistência elétrica   

A resistência elétrica tem a função de se opor à propagação de corrente elétrica nos circuitos elétricos e dissipar energia térmica (calor). Essa função se dá devido ao fato de que quando uma corrente elétrica atravessa um condutor metálico, milhões de elétrons livres o percorrem, e durante esse movimento colidem entre si e com os átomos que compõem esse metal, provocando dificuldade no deslocamento dos elétrons e, consequentemente, da corrente elétrica no condutor.

Fatores que influenciam na resistência elétrica

Os fatores que influenciam na resistência elétrica são a resistividade elétrica, o comprimento do condutor e a área de secção transversal do condutor. Quando aumentamos a resistividade elétrica ou o comprimento do condutor, temos o aumento da sua resistência elétrica. Já se aumentamos a área de secção transversal do condutor, ou seja, o engrossamos, temos a diminuição da sua resistência elétrica.

Qual a diferença entre resistência elétrica e resistividade elétrica?

A resistência elétrica e a resistividade elétrica são propriedades relacionadas à passagem de corrente elétrica nos corpos. Enquanto a resistência elétrica é uma propriedade do corpo, a resistividade elétrica é uma propriedade do material do corpo.

Efeito Joule

Também conhecido como efeito térmico, o efeito Joule é um fenômeno físico caracterizado pela transformação de energia elétrica em energia térmica (calor). Pode ocorrer em materiais condutores ou materiais isolantes, desde que possuam resistência elétrica não nula.

Chuveiros elétricos, cafeteiras, pipoqueiras, ferros de passar roupa, churrasqueiras elétricas são exemplos de aparelhos que funcionam por via do efeito Joule.

Exercícios sobre resistência elétrica

Questão 1

(PUC) A “chave” de um chuveiro elétrico pode ser colocada nas posições “fria”, “morna” e “quente”. Quando se muda a chave de posição, modifica-se o valor da resistência elétrica do chuveiro. Indique a correspondência VERDADEIRA.

A) água morna - resistência média

B) água morna - resistência baixa

C) água fria - resistência média

D) água quente - resistência alta

Resolução:

Alternativa A

Quando colocamos o chuveiro na posição quente, teremos água quente, então, no circuito elétrico, teremos uma maior corrente elétrica o percorrendo, assim, a resistência será baixa. Já quando colocamos o chuveiro na posição fria, temos água fria, então no circuito elétrico teremos uma menor corrente elétrica o percorrendo, assim, a resistência será alta. Analogamente, na posição morna, temos uma água morna e resistência elétrica média.

Questão 2

(PUC) A tabela mostra os comprimentos L e o raio R de um mesmo condutor elétrico, em cinco situações diferentes.

Em qual das situações o condutor apresentará a maior resistência elétrica?

A) a

B) b

C) c

D) d

E) e

Resolução:

Alternativa E

De acordo com a segunda lei de Ohm, a resistência elétrica é diretamente proporcional à resistividade elétrica e ao comprimento do condutor, mas inversamente proporcional à área de secção transversal do condutor, assim, aquele que tiver maior comprimento e menor raior é o que possui maior resistência elétrica, é o condutor elétrico de letra “e”.

\(R=\rho\cdot\frac{L}{A}\)

Fontes

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de Física Básica: Eletromagnetismo (vol. 3). Editora Blucher, 2015.

SAMPAIO, José Luiz; CALÇADA, Caio Sérgio. Universo da Física: Ondulatória, Eletromagnetismo, Física Moderna. São Paulo: Atual, 2005.