O cientista Georg Simon Ohm (1787
– 1854), a partir de suas medidas experimentais, chegou à conclusão de que
todos os materiais sujeitos a uma diferença de potencial apresentam uma
resistência de valor constante à passagem da corrente
elétrica. Desta forma, sendo a resistência elétrica uma
constante, a intensidade da corrente elétrica cresce proporcionalmente ao valor
da tensão aplicada, obedecendo à seguinte expressão:
R = U/i
Sendo:
R → Resistência Elétrica (Ω)
U → Tensão (V)
i → Corrente Elétrica (A)
Mas esta equação é satisfeita para resistores ôhmicos e não
ôhmicos. Portanto não deve ser utilizada como uma declaração da Lei de
Ohm, tendo como válido apenas a expressão verbal citada anteriormente.
Analisando graficamente, observa-se que o
coeficiente angular da equação, dado por U/i resulta na resistência elétrica,
constante para qualquer diferença de potencial. Obviamente, há um limite de
validade para esta, que é denominada a primeira lei de Ohm. Para tensões muito
altas, a resistência acaba não tendo um comportamento linear.
A segunda forma, conhecida como segunda Lei de Ohm, relaciona a resistência elétrica com
as dimensões do objeto e as características do material de que ele é composto.
Para tanto, foi considerado um objeto de um material de resistividade ρ, dimensões
cilíndricas de comprimento L e área de seção transversal A. Através de suas análises, este cientista concluiu
que a resistividade de cada material é constante para qualquer Campo Elétrico aplicado, e
desta forma, poderia obter uma expressão para determinar a resistência
elétrica. Esta propriedade, segundo Ohm, é diretamente proporcional à
resistividade do material, ao comprimento e inversamente proporcional à área de
seção transversal do respectivo objeto.
Matematicamente, assume a seguinte forma:
R = ρ.(L/A)
Sendo:
R → Resistência Elétrica (Ω)
L → Comprimento do material (m)
A → Área da secção transversal (m²)
ρ → Resistividade elétrica do material (Ω.m)
É válido lembrar que apenas esta última é
verdadeiramente condizente com o enunciado da Lei de Ohm. Esta lei é válida para certas faixas de
temperaturas e de campo elétrico aplicados. Desta forma, os resistores são
considerados ôhmicos porque obedecem à Lei de Ohm dentro dos limites de tensão
aplicados no local do circuito ao qual compõe. Alguns dispositivos à base de
semicondutores, como diodos e transistores não são ôhmicos (HALLIDAY - 2007).
Diante disso, a aplicação das Leis de Ohm para o
projeto são de extrema importância para o cálculo da Resistência Elétrica
(através da segunda lei) e Corrente Elétrica (através da primeira lei) para que
dessa forma, posteriormente, seja possível comparar a Força Magnética produzida
pela bobina com a Força Peso sofrida nos anéis utilizados.
Referências
bibliográficas:
HALLIDAY, David, Resnik Robert, Krane, Denneth S. Física 3,
volume 2, 5 Ed. Rio de Janeiro: LTC, 2004. 384 p.
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