Graduação
  1. Mecânica clássica  1.1. dinâmica  1.1.1. Movimento em uma dimensão  1.1.2. Movimento em duas dimensões  1.1.3. movimento de projétil  1.1.4. Velocidade relativa  1.1.5. Movimento circular uniforme  1.1.6. Movimento circular não uniforme  1.1.7. Sistemas de referência e transformações  1.2. Leis de Newton do Movimento  1.2.1. Primeira lei do movimento  1.2.2. Segunda lei do movimento  1.2.3. Terceira Lei do Movimento  1.2.4. Aplicações das Leis de Newton  1.2.5. Atrito e seus tipos  1.2.6. Diagrama de Corpo Livre  1.2.7. Restrições e pseudo-forças  1.3. Trabalho e Energia  1.3.1. trabalho realizado pela força  1.3.2. Teorema trabalho–energia  1.3.3. Energia Cinética  1.3.4. Energia potencial na mecânica clássica  1.3.5. Forças conservativas e não conservativas  1.3.6. Conservação de Energia  1.3.7. Potência e eficiência  1.4. Velocidade e colisões  1.4.1. Momento linear  1.4.2. Conservação do Momento  1.4.3. Impulso e força de impacto  1.4.4. Colisão elástica e inelástica  1.4.5. Centro de massa e velocidade  1.4.6. Propulsão de Foguetes  1.5. Movimento rotacional  1.5.1. Torque e Momento Angular  1.5.2. Momento de inércia  1.5.3. Cinemática Rotacional  1.5.4. Energia Rotacional  1.5.5. Movimento de Rolamento  1.5.6. Precessão e movimento giroscópico  1.6. Força gravitacional  1.6.1. Lei da gravitação universal de Newton  1.6.2. Energia potencial gravitacional  1.6.3. Mecânica orbital  1.6.4. Leis do movimento planetário de Kepler  1.6.5. Campo gravitacional e potencial  1.7. Fluid mechanics  1.7.1. Pressão e Princípio de Pascal  1.7.2. Flutuabilidade e o Princípio de Arquimedes  1.7.3. Dinâmica dos Fluidos e Princípio de Bernoulli  1.7.4. Viscosidade e Lei de Poiseuille  1.7.5. Tensão superficial e capilaridade  1.8. Oscilações e ondas  1.8.1. Movimento Harmônico Simples  1.8.2. Oscilações amortecidas e forçadas  1.8.3. Oscilações acopladas e modos comuns  1.8.4. Propriedades e tipos de ondas  1.8.5. Ondas Sonoras e o Efeito Doppler  1.8.6. Interferência de ondas e superposição
  2. Eletromagnetismo  2.1. Eletrostática  2.1.1. Carga elétrica e propriedades  2.1.2. Lei de Coulomb  2.1.3. Campo elétrico e potencial elétrico  2.1.4. Lei de Gauss  2.1.5. Capacitância e Dielétrico  2.1.6. Dipolo elétrico e energia potencial  2.2. Circuitos Elétricos  2.2.1. Corrente e Resistência  2.2.2. Lei de Ohm  2.2.3. Leis de Kirchhoff  2.2.4. Circuito RC  2.2.5. Circuits de CA e Reatância  2.2.6. Energia e potência elétrica  2.3. Magnetismo  2.3.1. Campos e Forças Magnéticas  2.3.2. Lei de Ampère  2.3.3. Momento de dipolo magnético  2.3.4. Lei de Biot-Savart  2.3.5. Materiais Magnéticos e Histerese  2.4. Indução eletromagnética  2.4.1. Lei de Faraday  2.4.2. Lei de Lenz  2.4.3. Autoindução e indução mútua  2.4.4. Transformadores e circuitos indutivos  2.5. Equações de Maxwell  2.5.1. Lei de Gauss para eletricidade  2.5.2. Lei de Gauss para o magnetismo  2.5.3. Lei da indução de Faraday  2.5.4. Lei de Ampere-Maxwell  2.5.5. Ondas eletromagnéticas
  3. Termodinâmica  3.1. Leis da Termodinâmica  3.1.1. Lei Zero da Termodinâmica  3.1.2. Primeira lei da termodinâmica  3.1.3. Segunda Lei  3.1.4. Terceira Lei  3.2. Calor e trabalho  3.2.1. Transferência de calor (condução, convecção, radiação)  3.2.2. Expansão térmica  3.2.3. Motores térmicos e refrigeradores  3.2.4. Ciclo de Carnot e eficiência  3.3. Mecânica estatística  3.3.1. Distribuição de Maxwell–Boltzmann  3.3.2. Entropia e Probabilidade  3.3.3. Função de partição  3.3.4. Estatísticas de Fermi–Dirac e Bose–Einstein
  4. Óptica  4.1. Óptica Geométrica  4.1.1. Reflexão e Refração  4.1.2. Espelhos e lentes  4.1.3. Instrumentos Ópticos  4.1.4. Princípio de Fermat  4.2. Óptica de ondas  4.2.1. Interferência em óptica de ondas  4.2.2. Difração  4.2.3. Polarização  4.2.4. Coerência e holografia
  5. Mecânica quântica  5.1. Dualidade onda-partícula  5.1.1. Radiação de corpo negro na dualidade onda-partícula em mecânica quântica  5.1.2. Efeito Fotoelétrico  5.1.3. Espalhamento Compton  5.1.4. Comprimento de onda de De Broglie  5.2. Equação de Schrödinger  5.2.1. Equação de Schrödinger independente do tempo  5.2.2. Partícula em uma caixa  5.2.3. Túnel Quântico  5.2.4. Poços e barreiras de potencial  5.3. Estados Quânticos  5.3.1. Função de onda  5.3.2. Operadores quânticos  5.3.3. Princípio da incerteza de Heisenberg  5.3.4. Momento angular e spin
  6. Relatividade  6.1. Relatividade especial  6.1.1. Transformações de Lorentz  6.1.2. Expansão do tempo e contração do comprimento  6.1.3. Energia relativística e momento  6.2. Relatividade Geral  6.2.1. Princípio da Equivalência  6.2.2. Métrica de Schwarzschild  6.2.3. Ondas gravitacionais  6.2.4. Buracos negros e horizontes de eventos
  7. Física do estado sólido  7.1. Estrutura cristalina  7.1.1. Redes de Bravais  7.1.2. Difração de raios X  7.1.3. Teoria das bandas  7.1.4. Fónons e vibrações da rede  7.2. Propriedades Elétricas e Magnéticas  7.2.1. Condutores, Semicondutores e Isolantes  7.2.2. Supercondutividade  7.2.3. Efeito Hall
  8. Física nuclear e de partículas  8.1. Estrutura Atômica  8.1.1. Modelo Atômico  8.1.2. Energia de ligação nuclear  8.2. Radioatividade  8.2.1. Decaimento alfa, beta, gama  8.2.2. Meia-vida  8.2.3. Fissão e Fusão Nuclear  8.3. Física de partículas  8.3.1. Modelo Padrão  8.3.2. Quarks e Léptons  8.3.3. antimatéria  8.3.4. Interações fundamentais
  9. Astrofísica e cosmologia  9.1. Evolução estelar  9.1.1. Formação estelar  9.1.2. Buracos negros e estrelas de nêutrons  9.1.3. Anãs brancas e supernovas  9.2. Cosmologia  9.2.1. The Big Bang Theory  9.2.2. Matéria escura e energia escura  9.2.3. Fundo cósmico de micro-ondas

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Lei de Ohm


A lei de Ohm é um dos princípios fundamentais para a compreensão de circuitos elétricos. Ela relaciona tensão, corrente e resistência em um circuito e é essencial para analisar o funcionamento dos circuitos. A lei recebeu o nome do físico alemão Georg Simon Ohm, que a formulou pela primeira vez. Seu trabalho lançou as bases para o design moderno de circuitos e para a engenharia elétrica.

Noções básicas de circuito elétrico

Antes de entender a lei de Ohm, é importante ter uma compreensão básica de circuitos elétricos. Um circuito elétrico é um caminho que permite o fluxo de eletricidade, consistindo em vários componentes elétricos, como resistores, capacitores e fontes de energia. Os componentes básicos dos circuitos elétricos são:

  • Tensão (V): Esta é a diferença de potencial elétrico entre dois pontos em um circuito. A tensão é o que impulsiona a corrente elétrica através de um circuito. É medida em volts (V).
  • Corrente (I): É o fluxo de carga elétrica em um circuito. A corrente é medida em amperes (A).
  • Resistência (R): É a oposição ao fluxo de corrente em um circuito. A resistência é medida em ohms (Ω).

Lei de Ohm: relação entre tensão, corrente e resistência

A lei de Ohm fornece uma fórmula simples que combina essas três propriedades fundamentais em circuitos. Esta lei é expressa da seguinte forma:

V = I * R

Onde V é a tensão em volts, I é a corrente em amperes e R é a resistência em ohms. Esta fórmula nos diz que a tensão em um condutor é igual à corrente que o atravessa multiplicada pela sua resistência. Esta simples relação pode ser rearranjada da seguinte forma:

I = V / R
R = V / I

Essas rearranjos nos ajudam a entender como uma mudança em uma quantidade afeta outras quantidades. A lei de Ohm é fundamental para entender circuitos elétricos e seu funcionamento.

Exemplo visual

Vamos considerar um circuito simples composto por uma bateria, um resistor e um fio de conexão. Você pode visualizar um circuito simples usando a seguinte representação:

<--|Bateria|----(Resistor)------>
<--|Bateria|----(Resistor)------>
Bateria --> Fluxo de Corrente Obstruções

Neste exemplo, a bateria fornece tensão, o resistor opõe-se à corrente, e a corrente flui através do resistor do terminal positivo da bateria para o terminal negativo.

Exemplo de aula usando a lei de Ohm

Exemplo 1: Determinação de corrente

Suponha que você tenha um circuito com uma resistência de 5 ohms e uma tensão de 10 volts. Para encontrar a corrente que flui no circuito, você pode usar a lei de Ohm:

I = V / R

Substituindo os valores, você obterá:

I = 10V / 5Ω = 2A

A corrente que flui no circuito é de 2 amperes.

Exemplo 2: Cálculo da resistência

Em outro cenário, imagine que você sabe que a tensão em um circuito é de 20 volts e a corrente que flui através dele é de 4 amperes. Para encontrar a resistência, reorganize a lei de Ohm da seguinte forma:

R = V / I

Substituindo os valores, você obterá:

R = 20V / 4A = 5Ω

A resistência no circuito é de 5 ohms.

Exemplo 3: Encontrando a tensão

Considere um circuito com uma resistência de 8 ohms e uma corrente de 3 amperes. Para encontrar a tensão, use a lei de Ohm:

V = I * R

Substituindo os valores, você obterá:

V = 3A * 8Ω = 24V

A tensão através do circuito é de 24 volts.

Aplicações da lei de Ohm

A lei de Ohm é importante em aplicações práticas, especialmente no design e análise de circuitos elétricos. Algumas das principais aplicações incluem:

  • Distribuição elétrica: Engenheiros usam a lei de Ohm para garantir que os sistemas elétricos sejam capazes de transportar a corrente necessária sem superaquecimento ou causar danos.
  • Dispositivos eletrônicos: Os designers calculam a resistência adequada necessária para componentes de dispositivos como telefones móveis, computadores e televisores funcionarem de forma segura e eficiente.
  • Consumo de energia: Compreender as relações entre tensão, corrente e resistência ajuda a projetar sistemas que reduzam o desperdício de energia e aumentem a eficiência.
  • Medidas de segurança: A lei de Ohm pode ajudar a projetar circuitos que evitem sobrecargas e curtos-circuitos, reduzindo o risco de incêndio ou danos à propriedade.

Limitações e considerações

Embora a lei de Ohm seja amplamente aplicável, existem limitações ao seu uso. A lei de Ohm assume que a resistência permanece constante em uma faixa de tensões e correntes, o que pode não ser verdade para todos os materiais. Por exemplo:

  • Materiais não ôhmicos: Alguns materiais, como semicondutores ou componentes como diodos, não possuem resistência constante, portanto, não obedecem à lei de Ohm em todas as situações.
  • Mudanças de temperatura: A resistência em alguns materiais pode mudar com a temperatura, afetando a aplicação direta da lei de Ohm.

Conclusão

Compreender a Lei de Ohm é fundamental para quem estuda ou trabalha com circuitos elétricos. Sua simplicidade como fórmula proporciona um profundo insight sobre como os componentes elétricos interagem, permitindo o design eficaz e a solução de problemas de sistemas elétricos. Apesar de sua simplicidade, a aplicação correta da Lei de Ohm requer a consideração da natureza dos materiais e das condições sob as quais eles operam.

Exploração adicional

Para saber mais sobre a Lei de Ohm, considere fazer experimentos práticos com diferentes resistores e medir tensão, corrente e resistência para ver as relações diretamente. Kits de laboratório e equipamentos de teste eletrônico podem ajudar a proporcionar uma compreensão mais completa desses conceitos fundamentais.


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