Em um circuito elétrico, o componente que se opõe a passagem de corrente elétrica é chamado de resistência elétrica ou resistor.
Resistência Elétrica
Definições importantes:
Resistência elétrica \((R)\) :
Um elemento resistivo de um circuito é dito ôhmico se a resistência deste não depende da tensão e nem da direção ou intensidade da corrente aplicada (Lei de Ohm). Para estes elementos, a resistência elétrica é a razão constante entre a diferença de potencial \(V\) entre os terminais do condutor e a intensidade da corrente \(i\) que passa por ele, isto é: $$ R = \frac{V}{i}.$$ A resistência elétrica de um sólido depende basicamente de dois fatores:
1) do número de elétrons livres existentes em sua estrutura;
2) da mobilidade dos elétrons livres ao se deslocarem através da rede de moléculas do sólido.
Ohmímetro:
É o instrumento utilizado para medir a resistência elétrica.
No S.I. a unidade de resistência elétrica é o Ohm \((\Omega)\) , sendo \(\Omega = \frac{V}{A}\) .
Lei de Ohm
Um condutor obedece a lei de Ohm se o valor da sua resistência for independente da diferença de potencial \(V\) e da corrente \(i\) aplicada. Ou seja, a queda de potencial \(V\) através de uma resistência ôhmica \(R\) que é atravessada por uma corrente \(i\) é dada por: $$V = R i$$ A lei de Ohm é uma lei empírica e vale para alguns materiais. Em geral, condutores metálicos são ôhmicos, mas outros podem não ser, como os gasosos ou líquidos e outros dispositivos eletrônicos, como transistores e diodos. Para estes ultimos, o gráfico da variação da \(ddp\) com a intensidade de corrente não é uma reta. Estes são chamados condutores não ôhmicos ou não lineares. Contudo, podemos afirmar que para pequenas variações de \(ddp\) quase todos os condutores da natureza obedecem à Lei de Ohm.
Resistividade \((\rho)\)
Para um fio condutor de um material de resistividade \(\rho\) , sua resistência elétrica será diretamente proporcional ao seu comprimento \(L\) e inversamente proporcional à área \(A\) de sua secção transversal, tal que $$ R = \rho \frac{L}{A}.$$ A unidade da resistividade no S.I. é Ohm \(\times\) metro \((\Omega m)\) .
Outras grandezas análogas a resistividade são:
Condutância \((G)\)
É o inverso da resistência elétrica, $$G = \frac{1}{R}.$$ A unidade de condutância elétrica é o Siemens \((S)\) , sendo \(S = \frac{1}{\Omega}\) .
Condutividade \((\sigma)\)
É o inverso da resistividade, $$ \sigma = \frac{1}{\rho}.$$
Componentes Resistivos (resistor)
O resistor é o componente eletrônico que oferece resistência à passagem da corrente elétrica, transformando energia elétrica em energia térmica. Os resistores são muito usados como:
a) geradores de calor (ferros elétricos, fornos),
b) limitadores de correntes elétricas,
c) divisores de tensão.
O valor da resistência e sua tolerância é dado por um código de cores que é marcado na superfície do resistor. As duas primeiras cores são os dois primeiros dígitos do valor da resistência, a terceira cor é um multiplicador e a quarta é a tolerância. O valor de cada cor é dado por:
Cor
1º alg
2º alg
multip
tolerância
Nenhuma
-
-
-
20%
Prata
-
-
\(10^{-2}\)
10%
Ouro
-
-
\(10^{-1}\)
5%
Preto
-
0
\(10^{0}\)
-
Marrom
1
1
\(10^{1}\)
1%
Vermelha
2
2
\(10^{2}\)
2%
Laranja
3
3
\(10^{3}\)
-
Amarela
4
4
\(10^{4}\)
-
Verde
5
5
\(10^{5}\)
0,5%
Azul
6
6
\(10^{6}\)
Violeta
7
7
\(10^{7}\)
Cinza
8
8
\(10^{8}\)
Branca
9
9
\(10^{9}\)
Além das resistências de valor fixo existem as de valor variável, conhecidas como reostatos. Existem reostatos que podem variar de modo contínuo, entre certos limites, e há outros cujas resistências não variam continuamente, podendo assumir apenas alguns valores.
Variação da resistência com a temperatura
Para um condutor obedecer a Lei de Ohm, isto dependerá de como sua resistência varia com a temperatura. Uma vez que haja um acréscimo na temperatura: aumentará a vibração das moléculas do material e será maior o número de choques entre os portadores de carga e as moléculas. Com isto a resistência aumenta.
Um material de resistência \(R_0\) a uma temperatura \(t_0\) terá uma resistência maior \(R\) ao sofrer uma variação de temperatura \(t - t_0\) . Para muitos materiais a relação entre a temperatura e a resistência é dada pela equação $$R=R_0[1+\alpha(t-t_0)],$$ onde \(\alpha\) é o coeficiente de variação térmica da resistência do condutor.