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Eletricidade Básica A Natureza da Eletricidade ELETRICIDADE BÁSICA “CC” Parte I Prof: Luís Carlos C. Monteiro [email protected] Tel: (21)85330025

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Eletricidade Básica

A Natureza da Eletricidade

ELETRICIDADE BÁSICA “CC” Parte I

Prof: Luís Carlos C. Monteiro [email protected] Tel: (21)85330025

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Resumo

• A Estrutura do átomo• A Carga Elétrica• O Coulomb• O Campo Eletrostático• Diferença de Potencial • A Corrente Elétrica • Fontes de Eletricidade

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A Estrutura do átomo

• A matéria é algo que possui massa e ocupa lugar no espaço.

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A Estrutura do átomo

• Toda a matéria pode ser classificada em qualquer um desses dois grupos: elementos ou compostos.

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A Estrutura do átomo• Número de prótons de um átomo determina número atômico.

• Carga negativa tem o mesmo valor absoluto que as cargas positiva. (eletricamente neutro)

• O elétrons possuem energias diferentes chamas de níveis de energia

• Elétrons situados na camada mais externas são chamados de elétrons de valência.

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A Estrutura do átomo• Quando se aplica a certos materiais energia externa como calor, luz ou energia elétrica e se deslocam para um nível mais alto(estado excitado)

• Se for aplicada ao átomo uma energia suficiente alguns elétrons de valência abandonarão o átomo, este elétrons são chamado de elétrons livres

• É o movimento dos elétrons livres que produz a corrente elétrica.

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A Carga elétricaOs átomos são capazes de ceder elétrons ou receber elétrons e assim é possível transferir elétrons de um corpo para outro.

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A Carga elétrica

• Se um átomo ganhar elétrons, a sua carga elétrica efetiva torna-se negativa (íon negativo) e se número de prótons superar número de elétrons o átomo passa a ter uma carga efetiva positiva (íon positivo).

• Um corpo conterá um excesso de elétrons, a sua polaridade terá uma polaridade negativa( - ) caso o corpo tenha um excesso de prótons terá uma polaridade positiva (+).

Cargas iguais se repelem, cargas opostas se atraem.

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O Coulomb

• A quantidade de carga elétrica que um corpo possui é determinada pela diferença entre o número de prótons e o número de elétrons Símbolo ( Q ) e tem como unidade Coulomb C . 1C = 6,25X1018 elétrons.

• O que significa “+ Q”?

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Campo elétrico

• O Campo elétrico é representado por linha de forças desenhadas entre os dois corpos

• As linhas de força indicam o movimento adquirido pelo elétrons.

• Um corpo carregado manter-se-á carregado temporariamente, se não houver transferência imediata de elétrons para o corpo, neste caso diz-se que a carga está em repouso.

• A eletricidade em repouso é chamada de eletricidade estática.

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Diferença de Potencial

• Um carga elétrica é capaz de realizar trabalho ao deslocar uma carga por atração ou repulsão.

• A capacidade de uma carga realizar trabalho e chamada de Potencial.

•Quando uma carga for diferente da outra haverá uma diferença de potencial

• A soma das diferenças de potencial de todas as cargas do campo eletrostático é conhecida como força eletromotriz (fem).

• Unidade fundamental de diferença de potencial é volt (V) e também é chamada de TENSÃO ou ddp.

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Diferença de Potencial

Se abrirmoso registro

TEMOS UMA DIFERENÇA

DE NÍVEL D’ÁGUA

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Diferença de Potencial

...NÃO HÁ MAIS

DESNÍVEL.

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Diferença de Potencial • Para termos um movimento de água, é necessário um desnível de

água (pressão).• O mesmo acontece com os elétrons.• Para que eles se movimentem, é necessário termos uma pressão

elétrica.• À pressão exercida sobre os elétrons, chamamos de tensão elétrica ou

d.d.p. (diferença de potencial). • Símbolo - V• Unidade - VOLTS (V)

• Tensão elétrica - é a pressão exercida sobre os elétrons livres para

que estes se movimentem no interior de um condutor.

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Corrente Elétrica•No átomo de um material (considerado condutor), os elétrons da última camada (elétrons livres), ficam trocando constantemente de átomo.

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+-

Corrente Elétrica

• Se aproximarmos um pólo positivo de um lado e um negativo de outro:

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+-

Corrente Elétrica• Estes elétrons passam a ter um movimento ordenado, dando origem à corrente elétrica.

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Corrente Elétrica•Corrente elétrica - é o movimento ordenado dos elétrons no interior de um condutor.

•Símbolo - I (intensidade de corrente elétrica)

•Unidade - ampère (A)

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Corrente Elétrica• O sentido do fluxo de elétrons é de um ponto de potencial negativo para o um ponto de potencial positivo. (Fluxo real da corrente)

• O Fluxo convencional da corrente é de um ponto de potencial positivo para um ponto do potencial negativo, portanto o sentido da corrente convencional é o sentido das cargas positivas em movimento. Neste curso será considerado o sentido convencional da corrente.

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Fontes de EletricidadeBateria Química • Uma pilha química voltaica consiste numa

combinação de materiais que são utilizados para converter energia química em energia elétrica. Uma bateria é constituída pela ligação de duas ou mais pilhas. Uma reação química produz cargas opostas em dois metais diferentes, que servem como terminais negativo e positivo. Os metais estão em contato com um eletrólito.

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Fontes de Eletricidade• Gerador: O gerador é uma máquina na qual se usa a

indutância eletromagnética para produzir uma tensão por meio da rotação de bobinas de fio através de um campo magnético estacionário ou pela rotação de um campo magnético através de bobinas de fio estacionárias. Atualmente, mais de 95 por cento da energia consumida no mundo é produzida por geradores.

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Fontes de Eletricidade• Energia térmica A produção da maior parte da energia elétrica origina-se pela formação de

energia térmica. O carvão, o óleo ou o gás natural pode ser queimado para ser liberado grandes quantidades de calor.

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Fontes de Eletricidade • Pilhas solares As pilhas ou células solares convertem energia luminosa diretamente em

energia elétrica. São constituídas de material semicondutor como o silício e são utilizadas em grandes arranjos em naves espaciais para carregar as

baterias. As pilhas solares são utilizadas também no aquecimento doméstico.

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CORRENTES E TENSÕES CONTÍNUA E ALTERNADA • A corrente contínua (dc ou cc) é a

corrente que passa através de um condutor ou de um circuito somente num sentido.

• A corrente Alternada (ca) inverte ou alterna periodicamente a sua polaridade.