Lei de Ohm

Georg Ohm publicou sua lei em 1827, e ela continua sendo a relação mais importante na engenharia elétrica. A fórmula V = I × R afirma que a tensão é igual à corrente multiplicada pela resistência. Se você dobrar a resistência mantendo a tensão constante, a corrente cairá pela metade. Se você duplicar a tensão mantendo a resistência constante, a corrente duplicará. Essa relação proporcional significa que qualquer mudança em um circuito repercute previsivelmente nas outras. Os eletricistas usam essa relação sempre que dimensionam a bitola dos fios. Fio maior tem menor resistência por pé, o que reduz a queda de tensão em cabos longos. Um circuito de 20 A executado em fio 12 AWG com mais de 100 pés reduz significativamente menos tensão do que o mesmo circuito executado em fio 14 AWG – uma diferença que é importante para o desempenho do motor e a consistência da iluminação na extremidade oposta. Os amadores aplicam a Lei de Ohm ao calcular o valor do resistor necessário para limitar a corrente através de um LED, para que ele não queime imediatamente quando conectado a uma fonte de 5 volts.

A equação de potência P = V × I estende a Lei de Ohm ao consumo de energia. Combinado com V = IR, você pode expressar a potência como P = I² × R ou P = V² / R, o que permite calcular qualquer uma das quatro grandezas elétricas – tensão, corrente, resistência ou potência – a partir de quaisquer dois valores conhecidos. É por isso que a calculadora aceita duas das quatro entradas e resolve imediatamente as duas restantes simultaneamente.

Os técnicos de HVAC diagnosticam elementos de aquecimento defeituosos medindo a resistência com um multímetro e comparando o resultado com a potência nominal da placa de identificação. Um elemento de 240 volts e 5.000 watts deve medir aproximadamente 240² ÷ 5.000 = 11,5 ohms. Se o valor medido se desviar significativamente, o elemento está danificado e necessita de substituição. Essa mesma técnica se aplica ao diagnóstico de aquecedores elétricos de água, elementos de aquecimento de secadores e aquecedores elétricos de rodapé. Nenhum equipamento de teste especial é necessário além de um multímetro digital básico disponível em qualquer loja de ferragens.

A Lei de Ohm se aplica estritamente a cargas resistivas (ôhmicas) — componentes onde a relação tensão-corrente permanece constante, independentemente da tensão aplicada. A maioria dos condutores metálicos e resistores padrão de carbono ou filme metálico se comportam de forma ohmicamente em temperaturas normais de operação. Componentes como diodos, transistores e LEDs têm características de tensão-corrente não lineares: um diodo mal conduz abaixo de seu limite de tensão direta e, em seguida, passa a corrente muito rapidamente quando o limite é excedido. A Lei de Ohm por si só não pode descrever com precisão esse comportamento não linear.

Para circuitos CA, a resistência é substituída pela impedância (Z), que combina resistência e reatância de indutores e capacitores. A relação V = I × Z ainda se mantém, mas Z é um número complexo que varia com a frequência do sinal. Um motor ou transformador se comporta de maneira muito diferente de uma carga puramente resistiva porque a reatância indutiva muda com a frequência. Esta calculadora se concentra em circuitos CC e circuitos CA com cargas puramente resistivas. Para cargas indutivas ou capacitivas, consulte uma calculadora de impedância ou um texto de referência de engenharia elétrica.