O que é o fenômeno da incandescência? Por que, ao aumentar a voltagem numa lâmpada incandescente, aumenta-se a sua resistência?
Passo 1
Vamos lá! Você perguntou sobre o que é o fenômeno da incandescência e por que, ao aumentar a voltagem numa lâmpada incandescente, sua resistência também aumenta. Isso está relacionado principalmente com a física, mais especificamente com os conceitos de termodinâmica e eletricidade. Para resolver isso, vamos precisar entender o que acontece quando uma lâmpada incandescente está funcionando e como a voltagem afeta a resistência do filamento.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é incandescência. Incandescência é o fenômeno pelo qual um material emite luz quando é aquecido a altas temperaturas. No caso das lâmpadas incandescentes, um filamento de metal (geralmente tungstênio) é aquecido até ficar muito quente, emitindo luz visível.
Passo 3
Agora, por que aumentar a voltagem numa lâmpada incandescente aumenta sua resistência? Para responder isso, precisamos lembrar da Lei de Ohm, que diz:
Onde:
- $ V $ é a voltagem
- $ I $ é a corrente
- $ R $ é a resistência
Quando aumentamos a voltagem ($ V
I
R $) de um filamento incandescente não é constante e, sim, aumenta com a temperatura.
Passo 4
O aumento da temperatura do filamento ocorre porque mais energia elétrica está sendo convertida em calor, aquecendo ainda mais o filamento. Essa relação entre temperatura e resistência é descrita pela equação da resistência em função da temperatura:
Onde:
- $ R $ é a resistência em temperatura $ T $
- $ R_0 $ é a resistência inicial em temperatura $ T_0 $
- $ \alpha $ é o coeficiente de temperatura do material
Isso significa que, à medida que a temperatura ($ T
R $) também aumenta.
Passo 5
Com mais voltagem aplicada, o filamento aquece mais, aumentando sua temperatura. Como resultado, a resistência do filamento aumenta devido ao coeficiente de temperatura positivo ($ \alpha > 0 $). Portanto, ao aumentar a voltagem, o filamento não só consome mais energia como também se torna mais resistente, limitando o aumento da corrente.
Resposta
Em resumo, a incandescência é a emissão de luz por um material aquecido a altas temperaturas, como o filamento de uma lâmpada incandescente. Quando aumentamos a voltagem na lâmpada, o filamento aquece mais, o que eleva sua temperatura e, consequentemente, sua resistência elétrica aumenta devido à relação direta entre temperatura e resistência.