EletroFísica: Fundamentação teórica

Apresentada pelos alunos: Ariela Matos, Felipe Bomfim, Fernanda Figueredo, Jeferson Coelho e Julianna Maia

Depois de muitos estudos e teorias, finalmente, no século XVII a humanidade conseguiu produzir corrente elétrica, e hoje a corrente elétrica nos cerca de todos os lados, tornando-se um pouco difícil nos imaginarmos sem ela.

A corrente elétrica é a passagem de elétrons através dos condutores, que só ocorre quando existe a diferença de potencia no condutor, ou seja, tensão. Assim como a carga elétrica, a corrente também não é visível, mas ela pode ser percebida, por exemplo, se uma lâmpada e uma bateria forem conectadas, então como na lâmpada existem os filamentos entre os terminais vai haver diferença de potencial, a partir daí a corrente vai circular na lâmpada e ela irá brilhar. Existem no entanto dois tipos de corrente elétrica: corrente alternada, que como o próprio nome diz ela varia, elas são encontradas nas tomadas das residências e etc., e a corrente continua que é uma corrente constante, que pode ser encontrada em pilhas, baterias e etc.

A partir desses conhecimentos é possível calcular a intensidade de corrente, que consiste, basicamente, na quantidade de carga elétrica que atravessa a secção reta de um condutor na unidade de tempo. Matematicamente teremos:

Em que:

i: intensidade de corrente, e a sua unidade SI é o ampér em homenagem ao físico e matemático francês André Ampère (1775-1836);
Q: carga elétrica; e
Δt: tempo

A chamada resistência é definida como a oposição a passagem de corrente, e com os conceitos de corrente e tensão é possível relacionar esses três conceitos, de tal maneira que, conhecendo apenas dois deles, pode-se calcular o terceiro através da Lei de Ohm assim designada em homenagem ao seu formulador Georg Simon Ohm.

Onde:
V é a diferença de potencial elétrico (ou tensão, ou ddp) medida em Volts (V)
R é a resistência elétrica do circuito medida em Ohms (Ω).
I é a intensidade da corrente elétrica medida em Ampères (A)

Na Segunda Lei de Ohm, se pegarmos um condutor cilíndrico de comprimento L e de secção transversal A, veremos que sua resistência elétrica será maior quando o comprimento L for maior e a secção A for menor, e a resistência elétrica será menor quando o comprimento L for menor e a secção A for maior, e depende do material do qual é constituído o condutor.

Portanto, “A resistência elétrica de um condutor homogêneo de secção transversal constante é diretamente proporcional ao seu comprimento e inversamente proporcional à sua área de secção transversal e depende do material do qual ele é feito”. Sendo representada pela seguinte formula:

R: resistência (Ω);
ρ(Rô): resistividade elétrica do condutor;
L: comprimento (m²)
A: Área da secção do condutor.

A resistividade elétrica do condutor varia de acordo com o material que ele é feito.

A figura 5 mostra alguns materiais com os valores correspondente de resistividade.

Medindo a temperatura do condutor e a resistência. Pode se chega a uma relação algébrica entre a resistência e a temperatura, que é a seguinte:

R0 é a resistência padrão do material a 20°C (Ω .m);
R é a resistência na temperatura final T (Ω .m);
α - coeficiente de temperatura do material (°C-1);
∆T– variação de temperatura, ∆T=Tf – T0 (°C).

O coeficiente α depende do material. E, para um mesmo material, ele não é constante. Varia com a temperatura considerada. Mas, como a variação é pequena, ele é considerado constante dentro de um intervalo de temperatura

considerada. Mas, como a variação é pequena, ele é considerado constante dentro de um intervalo de temperatura

de algumas dezenas de graus. A unidade do coeficiente de temperatura é o inverso de uma unidade de temperatura. É mais comum avaliar-se a temperatura em graus centígrados (ºC); então α é avaliado em 1/ºC, ou

A resistência de um condutor varia com a temperatura. No caso dos metais a resistência aumenta quando a temperatura aumentar, são os chamados coeficientes de temperatura positivo (>0), podem ser cobre, prata e etc.. Mas, há certas substâncias cuja resistência diminui à medida que a temperatura aumenta, são os coeficientes de temperatura negativa(<0); as principais são o carbono e o telúrio.