Como funciona a resistência elétrica?

Escrito por timothy banas | Traduzido por jessica araujo
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 Como funciona a resistência elétrica?
Todos os condutores possuem resistência (electrical wires image by NiDerLander from Fotolia.com)

Condutores, geralmente metais, possuem a capacidade de transferir a energia eléctrica de um ponto para outro. É o único objetivo subjacente à concepção de um fio eléctrico. A eletricidade se move através de um fio, quando a diferença de tensão é aplicada entre as duas extremidades. A quantidade de corrente que, na verdade, fluirá através de um fio de uma diferença de tensão dada especial é afetada pela resistência do fio. A resistência é uma característica de todos os condutores, que contraria o fluxo de eletricidade.

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O que é resistência?

Condutores são feitos de materiais cujos átomos têm propriedades especiais. Os elétrons em materiais condutores flutuam livremente de átomo para átomo, geralmente de forma aleatória. Quando uma diferença de voltagem é aplicada através do material, direciona os elétrons e eles começam a fluir de modo ordenado; esta é a natureza da eletricidade. No entanto, o fluxo de elétrons pode ser retardado quando colidem com os núcleos de átomos de metal ou os átomos de outras impurezas no interior do metal. Assim, os condutores diferentes têm diferentes resistências ao fluxo de eletricidade e o grau em que um condutor é puro também influencia na resistência.

Definição matemática de resistência

A definição matemática de resistência foi estabelecida em uma expressão conhecida como Lei de Ohm. Essa lei afirma que o diferencial de tensão (V) através de um condutor pode ser calculado multiplicando-se a resistência (R) do condutor com a quantidade de corrente eléctrica (I) que flui através dele. Isso produz a equação:

V = IR Usando álgebra para arranjar novamente a equação, mostra que é possível calcular a resistência através da divisão do diferencial de tensão pela corrente que passa de um condutor:

R = V / I Isso mostra que a resistência é definida como a relação entre a tensão sendo aplicado a um material condutor para a quantidade de corrente que é gerada.

Resistência em circuitos em série

Em circuitos, os resistores são componentes, por vezes, necessários para reduzir a quantidade de corrente que flui através dos fios. Resistores podem ser ligados em série ou em paralelo, uns com os outros. Quando os resistores são ligados em série, são colocados em uma sequência linear ao longo de um trecho de fio metálico. Nesse caso, a resistência total é igual à soma das resistências individuais. Por exemplo, resistências ligadas em série poderiam ser mostradas como: R = R1 + R2 + R3 e poderiam continuar em um estado incremental.

Resistência em circuitos paralelos

As resistências também podem ser ligadas em paralelo uma a outra. Quando dois resistores estão ligados em paralelo, o fio do circuito divide-se para novamente juntarem-se. As resistências são colocadas lado a lado, uma em cada um dos fios, depois da separação e antes da convergência. Ao contrário de resistências ligadas em série, resistores ligados em paralelo somam-se uns com os outros de forma inversa. Por exemplo, resistores ligados em paralelo seriam mostrados como: 1 / R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3.

Resistividade

A resistência pode também ser definida em termos, na forma que o fio está sendo medido. Resistência aumenta com o comprimento do fio, mas diminui com a sua área da parte transversal. Isso faz sentido porque, enquanto um fio longo tem mais núcleos e impurezas para os elétrons correrem, um fio mais grosso tem mais espaço para os elétrons fluírem através dele, muito parecido como uma quantidade de água pode fluir através de uma maior tubo. O componente final desta avaliação de resistência de um material é chamado de resistividade. É uma constante determinada experimentalmente que reflete a natureza do material. Metais condutores naturalmente melhores terão constantes mais baixas de resistividade, enquanto metais menos condutores terão mais altas.

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