FÍSICA EJA PROF. NELSON BEZERRA 2ª RISÔLDA FARIAS · Uma carga elétrica puntiforme Q = 8,0...

FÍSICA EJA2ª FASE

PROF. NELSON BEZERRA

PROF.a RISÔLDA FARIAS

Unidade IIIEnergia: Conservação e transformação

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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Aula 13Revisão e Avaliação

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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Corrente elétricaÉ o fluxo ordenado de partículas portadoras de carga elétrica ou é o deslocamento de cargas dentro de um condutor, quando existe uma diferença de potencial elétrico entre as extremidades.O nome que faz alusão à corrente de um fluido.

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Intensidade da Corrente ElétricaEntre as extremidades de um condutor há uma diferença de potencial U = VA - VB.Num intervalo de tempo Δt passa pela seção normal S uma quantidade de carga de módulo ΔQ.A intensidade de corrente elétrica im, será dado pela razão entre ΔQ/ Δt:im = ΔQ/ Δt = n.e / ΔtA unidade de corrente elétrica é o ampère: 1 ampère = 1 coulomb/segundo => 1A = 1C/s

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Intensidade de Corrente A intensidade de corrente (i) é uma grandeza que mede a quantidade de carga elétrica, que atravessa determinada área de um condutor em determinado intervalo de tempo.

Onde:Q – carga elétrica – C (Coulomb) Δ t – tempo – s (segundo) i – corrente elétrica – A (Ampère)

i =

Ampère

Q

Coulombsegundo

ΔtS

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Exemplo:Um condutor é percorrido por uma corrente elétrica constante de 10 A. Sabendo que essa corrente percorre o condutor por um tempo de 1 minuto, calcule a quantidade de carga que passa pelo condutor.

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Solução:

I = Q / Δt 10 = Q / 60Q = 10 . 60Q = 600 C

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Potencial elétricoPode-se dizer que a carga geradora produz um campo elétrico que pode ser descrito por uma grandeza chamada Potencial Elétrico (ou eletrostático).

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Podemos calcular o Potencial Elétrico pela expressão:

K = constante eletrostática (N.m²/C²) Q = carga elétrica (C) d = distância entre a carga e o ponto onde se quer calcular o potencial. (m)

V = K · Qd

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A unidade adotada no SI para o potencial elétrico é o volt (V), em homenagem ao físico italiano Alessandro Volta, e a unidade designa Joule por coulomb (J/C).

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Quando existe mais de uma partícula eletrizada gerando campos elétricos, em um ponto P que está sujeito a todas estes campos, o potencial elétrico é igual à soma de todos os potenciais criados por cada carga, ou seja:

V = V1 + V2+...+Vn

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Exemplo:Uma carga elétrica puntiforme Q = 8,0 𝜇C está localizada numa região onde K = 9,0 x 109 N.m²/C². Determine o potencial elétrico produzido por Q a uma distância de 30 cm.

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Solução:

V = K ·

V=240 ·103 ↔ V= 2,4 · 106 V

↔ V = 9,0 ·109 · ↔ V =Q 8,0.10-6 72 ·103

d 0,3 0,3

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Eletrodinâmica:A eletrodinâmica é a parte da eletricidade que estuda, analisa e observa o comportamento das cargas elétricas em movimento. À movimentação das cargas elétricas dá-se o nome de corrente elétrica, cujos exemplos existem em grande número, inclusive em nosso organismo, como as minúsculas correntes elétricas nervosas que propiciam a nossa atividade muscular.

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Resistência elétrica (R)É a capacidade de um corpo qualquer se opor à passagem de corrente elétrica mesmo quando existe uma diferença de potencial aplicada. A oposição à passagem de corrente é chamada de resistência elétrica.

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Quando os elétrons viajam entre os átomos de uma substância, eles “esbarram” em outros elétrons e no próprio núcleo, fazendo com que os átomos se agitem mais, causando um aumento de temperatura do material. É por isso que qualquer material que transporte eletricidade irá esquentar.

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Corrente elétrica É o movimento ordenado de portadores de carga elétrica ao longo de um condutor, isto é, é o movimento que ocorre numa direção e num sentido definido.

Movimento ordenado de elétrons

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Corrente elétrica

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Causa da corrente elétricaEstabelecida uma ddp (diferença de potencial) ou tensão elétrica entre os terminais do condutor, obtemos, então, um deslocamento de portadores de carga.

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Efeitos da corrente elétrica Efeito Térmico ou Joule – quando os elétrons livres são acelerados no interior dos condutores, eles colidem com os átomos do material. Essas colisões transferem energia fazendo com que esses átomos aumentem sua VIBRAÇÃO. Essa situação macroscopicamente é evidenciada pelo aumento da temperatura do condutor gerando o CALOR. Esse efeito também é conhecido por EFEITO JOULE.

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Exemplos: chuveiros elétricos, ferros elétricos, fusíveis, secador de cabelo, chapinha e lâmpada incandescente.

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Efeito Luminoso – quando há transformação direta de energia elétrica para energia luminosa.

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Efeito Magnético – quando é criado um campo magnético próximo à região do condutor percorrido pela corrente elétrica.

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Efeito Químico - quando ocorre eletrólise. Quando uma corrente elétrica atravessa uma solução de ácido sulfúrico, por exemplo, observamos a formação dos gases oxigênio e hidrogênio no cátodo e ânodo. A corrente produz uma ação nos elementos da substância.Exemplos: Pilhas e baterias.

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Efeito Fisiológico: o efeito fisiológico acontece quando há a passagem de corrente elétrica pelo organismo dos seres vivos. Ele atua no sistema nervoso, fazendo com que o corpo tenha contrações musculares, configurando aquilo que conhecemos como choque elétrico.

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O que é a Lei de Ohm?É a relação entre tensão, resistência e corrente elétrica.Nesse caso, podemos relacioná-las entre si. Então, se tivermos dois valores é possível acharmos o terceiro.Nós já vimos, anteriormente, que a Tensão pode ser representada pelas letras U, E ou V, conforme mostra as fórmulas abaixo:

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U = R . iou

E = R . i ou

V = R . i

U, V, E = TensãoR = Resistência

i = Corrente

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As unidades de medida são: • Volts (V) para a Tensão (U, V ou E); • Ohm (Ω) para a Resistência (R);

• Ampère (A) para a Corrente (i).

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Triângulo Mágico da Lei de Ohm

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Triângulo Mágico da Lei de OhmNós usamos o “triângulo mágico” como um macete. Ele é usado para facilitar a visualização quando queremos encontrar um valor:

U

R i

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Exemplos:1. Um resistor ôhmico, quando submetido a uma ddp de 80V, é atravessado por uma corrente elétrica de intensidade 40A. Quando a corrente que o atravessa for igual a 6 A, a ddp, em volts, nos seus terminais, será:

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RespostaInicialmente, encontra-se o valor da resistência:

U

80

R =

R =

R = 2 ΩU = R . iU = 2 . 6U = 12 V

i

40

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2. Uma lâmpada comum é percorrida pela corrente elétrica de intensidade de 20 A quando ligada a uma tomada de 200 V. Determine a resistência elétrica em Ω.

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Resolução:Dados:i= 20 A; U = 200 V

a) Pela Primeira Lei de Ohm, U = R.i, substitui – se U = 200 V e i= 20 A.200 = R. 20 → R = 200/20 = 10 Ω

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