ELETRICIDADE. Eletrodinâmica. Eletrostática. Eletromagnetismo

Transcrição

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3 ELETRICIDADE Eletrodinâmica Eletrostática Eletromagnetismo

4 Átomo Núcleo Prótons carga positiva (+e). Nêutrons carga neutra. Eletrosfera Eletrons carga negativa (-e). Carga Elétrica Elementar e = 1,6 x C

5 Estrutura ou rede cristalina Condutores Possuem elétrons livres nas últimas camadas. Todos os metais são condutores. Isolantes Não possuem elétrons livres nas últimas camadas. Isolante = dielétrico

6 Movimento aleatório dos elétrons *Condutor em equilíbrio eletrostático, como por exemplo, a estrutura metálica de sua carteira neste momento.

7 Corrente elétrica em Solidos ***Note que o sentido convencional de corrente é contrário ao movimento dos elétrons.

8 A corrente elétrica no filamento da lâmpada produz luz e muito calor.

9 Corrente elétrica em Líquidos Os portadores de cargas são íons positivos (cátions) ou negativos (ânions). ***Note que o sentido convencional de corrente é do positivo para o negativo.

10 Corrente elétrica em Gases Nos gases ionizados a corrente elétrica é constituida por íons e elétrons. Exemplo: lâmpadas fluorescentes, luminosos de gás neon.

11 Intensidade de Corrente elétrica(i) Q ΔQ C (Coulomb) i t Δt s (segundos) i A (Ampère) 1A 1 C s André-Marie Ampère ( )

12 ΔQ = n. e n número de portadores de carga. e carga elétrica elementar. e = 1,6 x C i n e. t

13 Corrente Contínua i t Corrente Alternada

14 Gráfico i x t i ΔQ Q N A t

15 Tensão elétrica V W El No S.I. é dada em volts (V) q 1V 1 J C *** O mesmo que diferença de potencial (d.d.p.)

16 Resistencia elétrica Pode ser entendida como a maior ou menor oposição que um dado condutor ( resistor) oferece a passagem de corrente elétrica. R V i No S.I. é dada em ohm (Ω)

17 Efeito Joule É a dissipação de calor por um resistor quando percorrido por uma corrente elétrica.

18 Primeira Lei de Ohm V R const. i Condutor ôhmico: reta

19 Primeira Lei de Ohm Condutor não ôhmico: gráfico não é uma reta Neste R varia com a tensão (d.d.p.)

20 Segunda Lei de Ohm L R A. L A ρ resitividade do material (Ω.m). A área da secção transversal do resistor(m 2 ). L comprimento (m)

21 Exemplo: O filamento de tungstênio de uma lâmpada tem resistência de 20 Ω a 20 o C. Sabendo-se que sua secção transversal mede 10-4 m 2 e que a resistividade do tungstênio a 20 o C é 5 x 10-8 Ω.m determine o comprimento do filamento.

22 Bitolas ideais para algumas aplicações (Em mm²) Iluminação 110V: 1,5 Tomadas 110V: 2,5 Tomadas 220V: 2,5 Chuveiros e torneiras elétricas 220V: 6 Condicionadores de ar: 4

23 Potência elétrica Expressa a rapidez com que uma energia é transformada. Neste caso, a razão entre a energia elétrica e o intervalo de tempo para transformá-la em outra. watts (W) P En t joules (J) segundos (s) * 1W = 1 J/s

24 Potência elétrica num Resistor P Vi P Ri P V R 2 2 V Ri. i V R Chuveiro Elétrico R A < R B => P A > P B

25 Potência Nominal É a potência de funcionamento de um certo aparelho resistivo quando ligado na tensão (D.D.P.) declarada. P V R 2

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27 Unidade Prática de Energia kwh En P En P( kw). t( h) t * 1kW = W _ : kWh=10 3 W.3,6x10 3 s 1kWh = 3,6x10 6 J 1 h = s =3,6 x 10 3

28 Fusível É um limitador de corrente, que protege o circuito elétrico em caso de curto-circuito. Hoje em dia também se usa disjuntores termo magnéticos para este fim.

29 Elementos de um Circuito Elétrico Fonte de Tensão Chave liga/desliga Diodo Resistor

30 Chave Tipo Faca

31 Elementos de um Circuito Elétrico Reostato: resistor variável Potenciômetro: resistor variável

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34 Associação em Série i R 1 R 2 R 3 R 1 R 2 R 3 i 1 i 2 i 3 i1 i2 i3 V - i = i 1 = i 2 = i 3 =... V = V 1 + V 2 + V R EQ = R 1 + R 2 + R Para n resistores iguais(em série): R EQ = n.r

35 Pela Segunda Lei de Ohm podemos entender a associação em série: A L. L R A Quanto mais resistores em série, maior o L => maior resistência

36 Associação em Paralelo R 1 R 2 R 3 i 1 i 2 i = i 1 + i 2 + i i 3 i V 1 = V 2 = V 3 =... U + V - 1 R EQ 1 R 1 1 R 2 1 R 3...

37 Pela Segunda Lei de Ohm podemos entender a associação em paralelo: A L. L R A Quanto mais resistores em paralelo, maior A => menor resistência A A A

38 Para n resistores iguais(em paralelo): R EQ R n Para dois resistores em paralelo: R EQ R R R 1 1. R2 2 ***Em uma casa a ligação é feita em paralelo. Em nossa região os aparelhos funcionam em 220 V.

39 Associação Mista

40 Quando associamos lâmpadas em série, a de menor potência nominal dissipará maior potência, visto que elas tem maior resistência. R 1 R 2 R 3 i1 i2 i3 i - P Ri 2 i = i 1 = i 2 = i 3 =...

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42 Curto Circuito No curto-circuito a resistência é nula: a corrente prefere este caminho.

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45 Instrumentos Elétricos de Medida Amperímetro Mede a intensidade de corrente elétrica. É ligado em série. ***Um amperímetro ideal tem resistência interna nula.

46 Voltímetro Mede a diferença de potencial (d.d.p.) ou tensão entre dois pontos de um circuito. É ligado em paralelo. ***Um voltímetro ideal tem resistência interna infinita.

47 Amperímetro Ligado em série. Voltímetro Ligado em paralelo.

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