Condutores Ôhmicos e Não Ôhmicos

Nem todos os condutores e componentes eletrônicos seguem a lei de Ohms ideal, característica de uma relação linear entre tensão e corrente. Existem muitos exemplos de condutores ôhmicos e não ôhmicos.

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Nosso tutorial sobre Resistência Inclui:

O que é resistência | Lei de Ohms | Condutores ôhmicos e não ôhmicos | Resistência da lâmpada de incandescência | Resistividade | Tabela de resistividade para materiais comuns | Coeficiente de temperatura de resistência | Coeficiente de tensão de resistência, VCR | Condutividade elétrica | Resistores em série e em paralelo | Tabela de resistores paralelos

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A Lei de Ohm afirma que existe uma relação linear entre tensão e corrente. Condutores e componentes eletrônicos que seguem essa lei são chamados de condutores ôhmicos, enquanto outros são chamados de condutores não ôhmicos

Os condutores ôhmicos também podem ser chamados de componentes eletrônicos lineares, enquanto os demais são não lineares, pois não possuem uma relação linear entre tensão e corrente.

Para entender os fundamentos da eletrônica, bem como muitos elementos da ciência elétrica, é necessário entender por que alguns componentes e condutores eletrônicos são ôhmicos seguindo a lei de Ohms e outros não são ôhmicos, tendo uma relação não linear entre tensão e corrente.

Principais exemplos de condutores ôhmicos e não ôhmicos

Existem muitos exemplos de condutores ôhmicos e não ôhmicos. Ambos os tipos são amplamente utilizados em todas as formas de componentes e sistemas elétricos e eletrônicos.

Tendo em vista a importância do projeto elétrico, bem como do projeto de circuitos eletrônicos, é importante entender quais condutores e quais componentes eletrônicos se enquadram em quais categorias.

Condutores ôhmicos e componentes eletrônicos

Olhando para os condutores ôhmicos vale a pena dar uma definição mais precisa do que são:

Definição de condutores ôhmicos:

Condutores ôhmicos são aqueles condutores elétricos que seguem a lei de Ohms. Em outras palavras, existe uma relação linear entre tensão e corrente para todos os valores

Tendo em vista a definição de condutores ôhmicos, isso significa que se a tensão através do condutor, componente eletrônico, etc. for dobrada, a corrente também dobrará.

De um modo geral, itens feitos de metais, carbono e muitas ligas metálicas se enquadram na categoria de condutores ôhmicos.

A relação entre a corrente de tensão e a resistência segue a lei de Ohms – é linear e pode ser calculada usando a Lei de Ohms.

Onde:
    V = tensão expressa em Volts
    I = corrente expressa em Amps
    R = resistência expressa em Ohms
Se a tensão e a corrente de um componente elétrico ou eletrônico ôhmico forem traçadas, uma linha reta será vista no gráfico. Um componente de baixa resistência terá uma linha muito mais rasa e um dispositivo de resistência mais alta terá uma linha muito mais inclinada no gráfico do condutor ôhmico.

Alguns dos principais exemplos de condutores ôhmicos e componentes eletrônicos incluem:

• Fio de conexão:   O fio de conexão normalmente feito de cobre usado para fazer conexões entre diferentes componentes elétricos e eletrônicos, etc. é um condutor ôhmico exibindo uma relação linear entre a tensão através dele e a corrente que flui através dele. Em condições normais de operação, o calor dissipado é baixo e permanece a uma temperatura constante.Embora a queda de tensão ao longo de uma seção do fio de conexão seja baixa, ainda assim há alguma resistência e, embora os níveis de resistência sejam muito mais baixos do que para outros itens, o fio de conexão, como o fio de cobre, ainda seguirá a lei de Ohm.
• Resistores:   Os resistores básicos são um dos principais componentes eletrônicos usados ​​em projetos de circuitos eletrônicos. Tendo em vista a forma como os circuitos eletrônicos funcionam, eles precisam ser ôhmicos e ter uma relação linear entre tensão e corrente para garantir o correto funcionamento do circuito.

Existem muitas formas de resistores, a maioria dos quais são componentes eletrônicos ôhmicos. Eles são usados ​​em projetos de circuitos eletrônicos para fornecer um nível fixo de resistência dentro de um circuito para definir tensões, limitar a corrente e similares. Existem algumas formas de resistores não ôhmicos que são usados ​​para algumas aplicações especializadas.

Estes são apenas alguns exemplos de condutores e dispositivos ôhmicos. Condutores ôhmicos e componentes eletrônicos são os itens mais simples. Eles simplesmente obedecem à lei de Ohm e operam de forma linear onde V = I ⋅ R.

Condutores não ôhmicos e componentes eletrônicos

Existe um número surpreendente de componentes elétricos e eletrônicos que não são ôhmicos. Essencialmente eles exibem um valor de resistência que varia com a tensão aplicada.

Novamente vale a pena definir o que é um condutor não ôhmico ou componente eletrônico:

Definição de condutores não ôhmicos:

Condutores não ôhmicos são aqueles condutores elétricos que não seguem a lei de Ohms. Em outras palavras, a relação entre tensão e corrente não é linear para todos os valores

Em outras palavras, dobrar a tensão não resultará na duplicação da corrente. Isso pode ocorrer por vários motivos, dependendo do condutor ou componente real em questão.

Alguns dos principais exemplos de condutores não ôhmicos e componentes eletrônicos incluem:

Lâmpada incandescente:   A lâmpada incandescente é um excelente exemplo de uma resposta condutora não ôhmica. Embora as lâmpadas de filamento, também chamadas de lâmpadas incandescentes, não sejam amplamente utilizadas hoje em dia porque são muito ineficientes em termos de conversão de energia elétrica em energia luminosa, elas são um bom exemplo de condutor ou componente elétrico não ôhmico.

A razão da característica não ôhmica resulta do calor gerado pelo filamento da lâmpada.

Para operação normal, uma lâmpada será alimentada por uma bateria ou pela rede elétrica. Estes fornecem uma tensão quase constante e pode-se supor que ela permaneça a mesma o tempo todo. Inicialmente, a lâmpada tem uma resistência baixa e, quando a energia é aplicada, há um surto de corrente por causa disso. Isso significa que o filamento fica muito quente – é aquecido ao calor branco e é por isso que emite luz. No entanto, a resistência também aumenta para que a corrente diminua e a lâmpada retorne à operação normal.

Se a característica V/I fosse medida e plotada para várias tensões, seria descoberto que para baixas tensões a resistência seria baixa e a corrente seria alta para a tensão aplicada. À medida que a diferença de potencial em uma lâmpada de filamento aumenta, a corrente aumenta e a energia dissipada, como calor, aumenta, resultando em um filamento operando a uma temperatura mais alta. À medida que a temperatura aumenta, a resistência do filamento também aumenta.

Leia mais sobre . . . . Por que uma lâmpada de filamento não é ôhmica.

Diodo semicondutor:   O diodo semicondutor é um dos dispositivos não ôhmicos mais óbvios disponíveis.

O diodo básico consiste em uma junção entre o material do tipo P e do tipo N, e a ação básica é que permite apenas a passagem da corrente em uma direção. O diodo ideal não teria resistência na direção direta e resistência infinita na direção reversa. Isso por si só o tornaria um condutor não ôhmico, mas na realidade a situação é mais complicada.

Na direção direta, à medida que a diferença de potencial através do dispositivo aumenta de zero, inicialmente pouca corrente flui porque os portadores de corrente na junção PN precisam ter energia suficiente para atravessar a junção. Como o potencial, mais corrente flui à medida que mais elétrons têm energia suficiente, mas a relação de tensão de corrente está longe de ser ôhmica.

Na direção inversa, à medida que a diferença de potencial é aumentada através do diodo, muito pouca corrente flui através da junção, embora aumente lentamente. No entanto, chega-se a um ponto em que ocorre a quebra e a corrente flui.

A característica geral de um diodo de junção PN está longe de Ohmic como visto na característica abaixo.

• A maioria dos dispositivos semicondutores:   O diodo semicondutor é um exemplo específico de um dispositivo semicondutor frequentemente encontrado em circuitos eletrônicos. No entanto, não é o único exemplo de um condutor não ôhmico feito de material semicondutor. A maioria dos outros dispositivos semicondutores são bons exemplos de respostas não ôhmicas. Não é possível detalhar cada tipo, mas provavelmente é suficiente mencionar que eles são não ôhmicos em muitos, senão na maioria dos aspectos de sua operação.

Estes são apenas três exemplos de condutores e componentes não ôhmicos. Existem vários outros tipos que podem ser encontrados. Os varistores são apenas um exemplo. Estes são usados ​​para proteger contra a energia da rede elétrica ou transientes de linha. Normalmente eles têm uma resistência alta, mas quando uma certa tensão é excedida, a resistência cai para que eles absorvam o transiente e protejam as unidades que estão sendo alimentadas.

Condutores ôhmicos e não ôhmicos, bem como componentes elétricos e eletrônicos, são encontrados em todas as áreas da ciência elétrica e eletrônica. Ambos os tipos de condutores são usados, e suas propriedades individuais são colocadas em usos específicos para fornecer a riqueza de recursos necessários para dar suporte a projetos, componentes e sistemas de circuitos elétricos e eletrônicos modernos. É surpreendente a variedade de maneiras pelas quais essas diferentes características podem ser usadas.

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