Explique por que um arame de cobre fica mais resistente quando dobrado?
Passo 1
Então, temos uma questão que pergunta por que um arame de cobre se torna mais resistente quando é dobrado. Vamos focar no conteúdo de Resistência Elétrica e vamos precisar entender como a forma e a estrutura do arame afetam sua resistência.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a resistência elétrica de um material depende de três fatores principais: o comprimento do material, a área da sua seção transversal e a resistividade do material. A fórmula que relaciona esses fatores é:
Onde:
-
é a resistência, -
é a resistividade do material, -
é o comprimento, -
é a área da seção transversal.
Passo 3
Quando você dobra um arame de cobre, o que acontece com ele? Ao dobrar, você está basicamente criando uma curva no arame, mas o comprimento total do fio não muda significativamente. No entanto, a dobra pode introduzir pequenas imperfeições na estrutura cristalina do cobre, aumentando a resistividade localmente.
Passo 4
Além disso, ao dobrar o arame, pode haver uma ligeira redução na área efetiva da seção transversal em alguns pontos devido à deformação. Como a resistência é inversamente proporcional à área (
), se a área diminui, a resistência aumenta.
Passo 5
Outro ponto importante é que dobrar o arame pode gerar tensões internas e microfissuras que dificultam o fluxo dos elétrons, aumentando ainda mais a resistência do material.
Resposta
Por isso, ao dobrar um arame de cobre, a resistência elétrica aumenta devido às mudanças na resistividade, possíveis reduções na área da seção transversal e a introdução de tensões internas que dificultam o fluxo dos elétrons.
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e que sua seção transversal tenha área
, demonstre que:
Em seguida trace os gráficos de
em função de
e de
em função de
, para
.