Física · 8.ª–12.ª classe

Como calcular a resistência elétrica?

  • 8 min de leitura
  • 4 exemplos resolvidos
  • 5 exercícios com solução
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Resposta curta

Há duas formas de calcular a resistência elétrica. Se conhece a tensão e a corrente, use R = U ÷ I (em ohm). Se conhece o fio, use R = ρ × L ÷ A, onde ρ é a resistividade do material, L o comprimento e A a área da secção reta.

Fórmula e significado de cada termo

A resistência elétrica mede a oposição de um condutor à passagem da corrente. Mede-se em ohm (Ω).

Duas fórmulas para R

1.ª: R = U ÷ I (a partir de medições num circuito) 2.ª: R = ρ × L ÷ A (a partir das características do fio)

Legenda

SímboloGrandezaUnidade SI
Rresistência elétricaohm (Ω)
Utensão entre os extremosvolt (V)
Iintensidade da correnteampere (A)
ρresistividade do materialohm-metro (Ω·m)
Lcomprimento do fiometro (m)
Aárea da secção retametro quadrado (m2)

O que a segunda fórmula diz

  • A resistência é diretamente proporcional ao comprimento: um fio duas vezes mais comprido tem o dobro da resistência.
  • É inversamente proporcional à área da secção: um fio mais grosso deixa passar a corrente com mais facilidade.
  • Depende do material através da resistividade ρ. Os bons condutores (cobre, prata) têm ρ muito pequeno, da ordem de 10-8 Ω·m; os isoladores têm ρ enormes.
  • Nos metais, a resistência aumenta com a temperatura.

Condições de aplicação

A fórmula R = U ÷ I serve para calcular a resistência de qualquer componente num ponto de funcionamento; só é constante nos condutores óhmicos. A fórmula R = ρ L ÷ A aplica-se a fios de secção uniforme e a temperatura constante.

Passo a passo

  1. Identifique os dados e o que é pedido (R).
  2. Escolha a fórmula: tem U e I? Use R = U ÷ I. Tem ρ, L e A? Use R = ρ L ÷ A.
  3. Converta tudo para o SI: mA → A, cm e mm → m, mm2 → m2 (1 mm2 = 10-6 m2), kΩ → Ω.
  4. Substitua e calcule, escrevendo as unidades.
  5. Verifique: o valor faz sentido? Um fio de cobre curto tem resistência muito pequena; uma lâmpada de filamento, algumas centenas de ohm.

Exemplos resolvidos

Exemplo 1 (básico) — A partir de U e I

Enunciado: Um resistor, ligado a uma bateria de 9 V, é percorrido por 0,45 A. Calcule a sua resistência.

Resolução:

  1. Dados: U = 9 V; I = 0,45 A.
  2. R = U ÷ I = 9 ÷ 0,45 = 20.

Resposta: R = 20 Ω. Verificação: 20 × 0,45 = 9 V.

Exemplo 2 — A partir das características do fio

Enunciado: Um fio de cobre tem 100 m de comprimento e 1 mm2 de secção. Calcule a resistência, sabendo que ρ = 1,7 × 10-8 Ω·m.

Resolução:

  1. Converta a área: A = 1 mm2 = 1 × 10-6 m2.
  2. R = ρ × L ÷ A = 1,7 × 10-8 × 100 ÷ (1 × 10-6).
  3. Numerador: 1,7 × 10-8 × 100 = 1,7 × 10-6.
  4. R = 1,7 × 10-6 ÷ 10-6 = 1,7.

Resposta: R = 1,7 Ω. Verificação: o fio é comprido mas grosso e de cobre, por isso a resistência é pequena, na ordem de ohm.

Exemplo 3 — Fio de resistência elevada

Enunciado: Um fio de um material com ρ = 5,0 × 10-7 Ω·m tem 2,0 m de comprimento e secção de 0,50 mm2. Qual é a sua resistência?

Resolução:

  1. A = 0,50 mm2 = 5,0 × 10-7 m2.
  2. R = 5,0 × 10-7 × 2,0 ÷ (5,0 × 10-7).
  3. Os fatores 5,0 × 10-7 cancelam-se, ficando R = 2,0.

Resposta: R = 2,0 Ω. Verificação: o comprimento (2,0 m) é numericamente igual a R porque ρ e A têm o mesmo valor, 5,0 × 10-7; logo R = L = 2,0.

Exemplo 4 (nível de exame) — Variar as dimensões

Enunciado: Um fio tem resistência R = 8 Ω. (a) Qual será a resistência de um fio do mesmo material e da mesma secção, com o triplo do comprimento? (b) E de um fio do mesmo material e comprimento, mas com o dobro do diâmetro?

Resolução:

  1. (a) R é proporcional a L: R' = 3 × 8 = 24 Ω.
  2. (b) A área é proporcional ao quadrado do diâmetro: dobrar o diâmetro multiplica a área por 22 = 4.
  3. R é inversamente proporcional a A: R'' = 8 ÷ 4 = 2 Ω.

Resposta: (a) 24 Ω; (b) 2 Ω. Verificação: o fio mais comprido tem mais resistência (24 > 8) e o mais grosso tem menos (2 < 8).

Erros frequentes no cálculo

  • Esquecer a conversão de mm2 para m2. 1 mm2 vale 10-6 m2, não 10-3. Este é o erro mais comum nos exercícios com fios.
  • Usar o diâmetro como se fosse a área. A é a área da secção; num fio circular, A = π × r2.
  • Trocar R = U ÷ I por R = I ÷ U. Confirme as unidades: V ÷ A dá Ω.
  • Dizer que um fio mais grosso tem mais resistência. É o contrário: mais área, menos resistência.
  • Usar mA diretamente. 450 mA são 0,45 A antes de dividir.
  • Esquecer que a temperatura influencia ρ. Os valores tabelados são válidos a uma temperatura de referência.

Exercícios propostos

Tente resolver primeiro no caderno; depois confira.

1Exercício 1

Um aquecedor ligado a 220 V é percorrido por 4 A. Calcule a sua resistência.

Ver solução

R = U ÷ I = 220 ÷ 4 = 55 Ω.

2Exercício 2

Um resistor ligado a 5 V é percorrido por 25 mA. Qual é a sua resistência?

Ver dica

25 mA = 0,025 A.

Ver solução

R = 5 ÷ 0,025 = 200 Ω.

3Exercício 3

Um fio de cobre (ρ = 1,7 × 10-8 Ω·m) tem 50 m de comprimento e 2 × 10-6 m2 de secção. Calcule a resistência.

Ver solução

R = 1,7 × 10-8 × 50 ÷ (2 × 10-6) = 8,5 × 10-7 ÷ (2 × 10-6) = 0,425 → R ≈ 0,43 Ω.

4Exercício 4

Um fio tem resistência de 12 Ω. Qual será a resistência de outro fio do mesmo material e secção, com metade do comprimento?

Ver solução

R é proporcional a L: R = 12 ÷ 2 = 6 Ω.

5Exercício 5

Um fio tem resistência de 20 Ω. Corta-se em duas metades iguais, que se juntam lado a lado para formar um só condutor, com metade do comprimento e o dobro da secção. Qual é a resistência do novo condutor?

Ver dica

Cada metade tem 10 Ω. Aplique a proporcionalidade a L e a A.

Ver solução

Metade do comprimento divide R por 2 (10 Ω); o dobro da secção divide por mais 2. R = 20 ÷ 2 ÷ 2 = 5 Ω.

Perguntas frequentes

Qual é a fórmula para calcular a resistência elétrica?

Depende dos dados. Com tensão e corrente, R = U ÷ I. Com as características do fio, R = ρ × L ÷ A. As duas dão o mesmo valor para o mesmo condutor, à mesma temperatura.

Como verificar se o resultado está correto?

Se calculou R pela segunda fórmula, confirme que um fio mais comprido ou mais fino dá resistência maior. Se usou R = U ÷ I, multiplique o resultado por I e deve obter U. Veja também a ordem de grandeza: fios de cobre de casa têm frações de ohm por metro.

Porque é que a resistência de um metal aumenta com a temperatura?

Com o aquecimento, os iões da rede vibram mais e colidem mais vezes com os eletrões em movimento, dificultando a passagem da corrente. É por isso que a resistência de uma lâmpada de filamento acesa é muito maior do que a do mesmo filamento frio.

Que erros se cometem ao calcular a resistência elétrica?

Sobretudo a conversão de mm2 para m2, a confusão entre diâmetro e área e a troca entre numerador e denominador em R = U ÷ I.

Resumo

  • R = U ÷ I (ohm = volt ÷ ampere) e R = ρ L ÷ A.
  • R é proporcional a L e inversamente proporcional a A.
  • 1 mm2 = 10-6 m2; 1 mA = 10-3 A.
  • A resistividade ρ depende do material e da temperatura.
  • Dobrar o diâmetro de um fio divide a resistência por 4.

Onde aprofundar

  • O manual de Física da sua classe e o programa oficial (INIDE / Ministério da Educação de Angola) — confirme a edição em vigor.
  • O Sistema Internacional de Unidades (BIPM), para a definição de ohm.
  • O manual aberto OpenStax Physics (em inglês), capítulo sobre corrente, resistência e resistividade.

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