A lei de Ohm (George Simon Ohm, físico alemão, 1789-1854) estabelece uma relação entre 3 grandezas eléctricas fundamentais para o estudo dos fenómenos eléctricos: a tensão, a intensidade de corrente e a resistência, num circuito eléctrico ou numa parte dele.
É importante notar que, tal como a vamos enunciar, ela tem um campo de aplicação limitado a circuitos apenas com componentes resistivos puros, como é o caso dos circuitos com receptores térmicos, exactamente o caso com interesse para o nosso estudo.
Ohm descobriu, experimentalmente, que a intensidade da corrente que percorre um circuito varia, de modo proporcional, com o valor da tensão aplicada ao mesmo.
Gráfico que traduz a variação entre a tensão aplicada e a intensidade da corrente | |
À relação constante entre a tensão aplicada a um circuito e a intensidade de corrente que o percorre chama-se resistência. |
A fórmula que exprime esta relação é designada por lei de Ohm:
Resistência, em Ohm (W) | |
Tensão, em Volt (V) | |
Intensidade da Corrente, em Ampère (A) |
Podemos então concluir que:
Se, num dado circuito eléctrico, variarmos o valor da tensão que lhe está aplicada, o valor da intensidade de corrente também varia, de modo proporcional. Assim, se aumentarmos a tensão para o dobro, a intensidade de corrente passa também para o dobro. Se a tensão passar para o triplo, a corrente aumenta também para o triplo. E assim sucessivamente.
Usando a lei de Ohm, podemos sempre determinar uma das grandezas que intervêm na expressão, conhecidas que sejam as outras duas. Assim, se tivermos uma resistência de aquecimento e medirmos o seu valor com um ohmímetro, podemos calcular o valor da intensidade de corrente que a vai percorrer, desde que saibamos o valor da tensão a aplicar ao circuito onde a vamos ligar.
A lei de Ohm pode aparecer expressa das duas outras formas seguintes:
LEI DE JOULE
Quando a corrente eléctrica percorre um condutor, o condutor aquece. Esse aquecimento pode ou não ser perceptível ao tacto, mas acontece sempre. A este efeito chamamos, vulgarmente, efeito calorífico, ou efeito térmico ou, ainda efeito de Joule, em homenagem a James Prescott Joule (físico inglês, 1818-1899), que terá sido quem primeiro o estudou.
O efeito de Joule corresponde a uma transformação de energia eléctrica em energia calorífica. Ao atravessarem um material, especialmente se este não for bom condutor, os electrões, animados de grande velocidade, chocam uns com os outros, e parte da sua energia cinética é transformada em calor. Este efeito é aproveitado na construção dos mais diversos receptores caloríficos, como irradiadores, fogões eléctricos, ferros de engomar, máquinas de café, termoacumuladores e, no nosso caso, nas resistências de aquecimento dos moldes.
Se ligarmos uma resistência a uma fonte de tensão, ela vai ser atravessada pela corrente eléctrica. Temos a noção de que, quanto maiores forem a corrente eléctrica e o tempo em que a resistência estiver ligada, maior será a quantidade de calor que se libertará.
A lei de Joule diz-nos o seguinte:
«Quando a corrente eléctrica atravessa um receptor calorífico, a energia eléctrica que se transforma em energia calorífica é directamente proporcional ao valor da Resistência, ao quadrado do valor da Intensidade da corrente e ao Tempo de passagem da corrente no receptor»
Esta lei pode ser traduzida pela expressão seguinte:
Energia, em Joule (J) | |
Resistência, em Ohm (W) | |
Intensidade da Corrente, em Ampère (A) | |
Tempo, em segundos (s) |