Calculadora da Lei de Ohm

Embora V = IR seja uma relação macroscópica conveniente, a lei de Ohm não é uma lei fundamental da natureza, mas uma aproximação empírica. Microscopicamente, é expressa como a relação vetorial J = σE, onde J é a densidade de corrente, σ a condutividade e E o campo elétrico. Em materiais anisotrópicos, a condutividade σ torna-se um tensor de segunda ordem, significando que um campo elétrico aplicado pode empurrar a corrente numa direção diferente. No modelo clássico de Drude, esta linearidade surge porque a força elétrica nos portadores de carga é equilibrada pela dispersão contra as vibrações da rede (fonões). No entanto, esta aproximação falha sob condições extremas: em campos elétricos elevados, a velocidade de deriva satura; nos supercondutores, os pares de Cooper evitam a dispersão completamente (R = 0); e na escala nanométrica, o transporte torna-se balístico, onde a condutância é quantizada em passos inteiros de 2e²/h.

Pense num circuito como água numa tubulação: a tensão é a pressão que empurra a carga, a corrente é o quanto flui e a resistência é o quanto a tubulação a restringe. A lei de Ohm V = IR as relaciona, de modo que conhecer dois valores fornece o terceiro. A conclusão prática: com tensão fixa, dobrar a resistência reduz a corrente à metade.

Georg Ohm construiu sua relação de 1827 por analogia direta com a lei de Fourier da condução de calor, trocando a temperatura pela tensão e o fluxo de calor pela corrente elétrica. A mesma forma linear reaparece em toda a física: a lei do calor de Fourier, a lei de difusão de Fick e a lei de Darcy para águas subterrâneas a compartilham. Os acadêmicos alemães a princípio descartaram seu trabalho como fantasioso, e ele deixou o cargo de professor antes de enfim obter reconhecimento.

💧 Analogia da água: imagine o circuito como um loop fechado de tubos. A bateria é uma bomba que cria 9 V de pressão. O resistor (10 Ω) é uma seção estreita do tubo — quanto maior a resistência, mais estreita a constrição. Essa pressão, lutando contra essa restrição, empurra um fluxo constante de água: 0.9 A (900 mA) de corrente. Dobrar a pressão → dobrar o fluxo. Dobrar a largura do tubo → dobrar o fluxo. Essa linearidade é a Lei de Ohm.