Questão de Física — Eletricidade — FGV 2026

Efeito Joule e a Lei de Ohm: potência dissipada em resistores

Gabarito: letra D — estão corretas as afirmações I, III e V. O Efeito Joule é a conversão de energia elétrica em calor num resistor percorrido por corrente; a potência dissipada é $P = R \cdot i^2$ (proporcional ao quadrado da corrente), e a resistência do componente determina diretamente o calor dissipado. A afirmação II erra a Lei de Ohm (a relação correta é $V = R \cdot i$, não $V = R/i$), e a IV erra ao afirmar que o efeito Joule perde importância em correntes baixas — ele continua existindo, apenas com menor intensidade.

O Efeito Joule é um dos fenômenos mais presentes no cotidiano e na indústria: é ele que faz funcionar chuveiros elétricos, secadores de cabelo, ferros de passar, fornos elétricos e aquecedores. Quando uma corrente elétrica atravessa um resistor, os elétrons em movimento colidem com os átomos do material condutor, transferindo energia que se manifesta como aumento de vibração atômica — ou seja, como calor. Esse fenômeno foi estudado por James Prescott Joule no século XIX e, em sua homenagem, recebeu esse nome.

A potência dissipada por um resistor pode ser expressa de três formas equivalentes, todas derivadas da Lei de Ohm e da definição de potência elétrica:

• $P = V \cdot i$ (potência = tensão × corrente)

• $P = R \cdot i^2$ (potência = resistência × corrente ao quadrado)

• $P = \dfrac{V^2}{R}$ (potência = tensão ao quadrado ÷ resistência)

A forma $P = R \cdot i^2$ é a mais direta para entender o Efeito Joule: a potência (e, portanto, o calor gerado por unidade de tempo) cresce com o quadrado da corrente. Isso significa que, se a corrente dobrar, o calor gerado quadruplica; se triplicar, o calor aumenta nove vezes. É por isso que a afirmação III está correta.

A Lei de Ohm, formulada por Georg Simon Ohm, estabelece que, para condutores ôhmicos, a razão entre a tensão aplicada e a corrente resultante é constante — essa constante é a resistência elétrica. Matematicamente: $V = R \cdot i$, ou, isolando a corrente, $i = \dfrac{V}{R}$. A afirmação II inverte essa relação, escrevendo $V = R/i$, o que é um erro clássico de prova.

A resistência elétrica de um componente é a medida da oposição que ele oferece à passagem da corrente. Quanto maior a resistência, maior a energia dissipada na forma de calor para uma mesma corrente — é exatamente isso que a afirmação V diz, e está correta. A resistência depende de fatores como o material (resistividade), o comprimento e a área da seção transversal do condutor.

A afirmação IV merece atenção especial: ela diz que o Efeito Joule "deixa de ter importância" em circuitos de corrente muito baixa. Isso é falso — o efeito Joule sempre ocorre quando há corrente elétrica atravessando um resistor, independentemente da intensidade. O que muda é a magnitude do calor gerado: em correntes muito baixas, o calor dissipado é pequeno (porque depende do quadrado da corrente), mas o fenômeno continua existindo. É uma questão de grau, não de existência.

Item I — ✅ Correto

O Efeito Joule é exatamente isso: quando a corrente elétrica atravessa um resistor, parte da energia elétrica é transformada em calor. É a definição fundamental do fenômeno. A energia elétrica carregada pelos elétrons é convertida em energia térmica devido às colisões com os átomos do material condutor.

Item II — ❌ Incorreto

A Lei de Ohm estabelece que a tensão é igual ao produto da resistência pela corrente: $V = R \cdot i$. A afirmação escreve $V = R/i$, invertendo a relação. Se isolarmos a corrente, temos $i = V/R$ — quanto maior a resistência, menor a corrente para uma mesma tensão. A forma correta é fundamental para resolver qualquer problema de circuitos.

Item III — ✅ Correto

A potência dissipada por um resistor é $P = R \cdot i^2$. Como o calor gerado por unidade de tempo é diretamente proporcional à potência, a quantidade de calor aumenta com o quadrado da corrente elétrica. Se a corrente dobra, o calor quadruplica; se triplica, o calor aumenta nove vezes. Essa relação quadrática é a assinatura do Efeito Joule.

Item IV — ❌ Incorreto

O Efeito Joule não deixa de ter importância em circuitos de corrente baixa — ele continua ocorrendo sempre que há corrente elétrica. O que acontece é que a potência dissipada (e, portanto, o calor gerado) é pequena, porque depende do quadrado da corrente. Mas o fenômeno em si não desaparece. A afirmação confunde "menor intensidade" com "inexistência".

Item V — ✅ Correto

A resistência elétrica de um componente influencia diretamente o calor dissipado. Pela fórmula $P = R \cdot i^2$, para uma mesma corrente, quanto maior a resistência, maior a potência dissipada e, consequentemente, maior o calor gerado. É por isso que resistores de alta resistência são usados em aquecedores elétricos.

Conclusão: corretos os itens I, III e V — portanto, a alternativa é a letra D.

Gabarito: letra D