Leis de Ohm e o funcionamento dos chuveiros elétricos

Entenda como as Leis de Ohm são influentes no funcionamento dos chuveiros elétricos

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Postado: 10 de novembro, 2020
Leis de Ohm

Quando pensamos em física para vestibulares, é recorrente notar que questões voltadas à eletricidade sempre estão presentes nas provas, ainda mais quando se trata de Leis de Ohm. As duas leis são fundamentais para entender os cálculos de D.D.P (Diferença de Potência) em circuitos elétricos e o estudo dos resistores, sobretudo em aplicações cotidianas como no funcionamento de um chuveiro elétrico.

A primeira das Leis de Ohm consiste no produto entre a corrente elétrica e o resistor, resultando no valor da tensão. Logo, a corrente elétrica é diretamente proporcional a diferença de potência. Aqui temos uma das fórmulas mais conhecidas da física, sendo ela:

V = r. i (quem vê, ri)
onde

V ou U = tensão/diferença de potência, medida em Volts(V)
i = corrente elétrica, medida em Ampere (A)
r = resistência, medida em Ohms(Ω)

Leis de Ohm

Já na segunda lei, sabemos que a resistência elétrica é diretamente proporcional ao comprimento e o material do objeto, tendo influência na interferência de resistência. A tal interferência acontece por conta de um fator chamado resistividade, que é inversamente proporcional ao passagem de corrente elétrica em um objeto. Sua formula também é fácil de ser lembrada:

R = ρ.L/A
onde
R = resistência,  medida em Ohms(Ω)
ρ = resistividade, medida pelo produto entre Ohms e metro(Ω.m)
L = comprimento, medida em metros(m)
A = área transversal, medida em metros quadrados(m²)

Fundamentada a base, agora avancemos! Como as Leis de Ohm influenciam no funcionamento de um chuveiro elétrico?

Bem, o chuveiro elétrico é capaz de esquentar a água utilizando da eletricidade. Para isso, seu interior conta com um circuito elétrico, onde temos todas as variáveis necessárias – corrente, potência e resistores. Com isso, podemos escolher entre as temperaturas mais quentes ou mornas para aquecer a água. No primeiro caso, a corrente passaria por um circuito com baixa resistência, enquanto no segundo caso, a resistência seria maior, aquecendo menos a água.

Em 2013, uma questão sobre chuveiros elétricos e lei de ohm apareceu no Enem daquele ano. A questão pedia como poderíamos adaptar um chuveiro projetado para 110V operar a 220V. Dessa forma, a resistência deveria manter o mesmo material e ser alterada para que o chuveiro funcionasse de forma ideal. Uma das fórmulas da potência é determinada por:

P = U².R
onde
P = potencia, medida em Watts(W)
U = tensão, medida em Volts(V)
R= resistência, medida em Ohms(Ω)

Temos que P = 110²/R = 220²/R, dessa forma teremos que a potência de 220V é 4x maior que a de 110, fazendo com que sua resistência também seja 4x maior.

Se lembrarmos da segunda Lei de Ohm, sabemos que a resistência é diretamente proporcional ao comprimento, desse modo, o comprimento deve ser 4x maior.
Gabarito da referida questão: Letra E.

O chuveiro elétrico é apenas um dentre os muitos exemplos rotineiros que se utilizam dos fundamentos teóricos das Leis de Ohm em seu funcionamento, deixando claro que a física anda sempre de mãos dadas com as invenções humanas!

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