Eletricidade e Magnetismo. Introdução : Carga Elétrica: Os corpos são compostos basicamente de...
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Eletricidade e Magnetismo
Eletricidade e Magnetismo. Introdução : Carga Elétrica: Os corpos são compostos basicamente de prótons e elétrons. Prótons (+) Elétrons (-) A carga elementar
Introduo : Carga Eltrica: Os corpos so compostos basicamente de
prtons e eltrons. Prtons (+) Eltrons (-) A carga elementar
representada por e, e tem mdulo igual a: e = 1,6. 10 -19 C.
Unidade: C (coulomb) Prtons (+ 1,6. 10 -19 C) Eltrons (- 1,6. 10
-19 C)
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O mdulo da carga eltrica total recebida, positiva ou
negativamente pode ser calculado por: Q = n. e Condutor Um condutor
eltrico toda a matria que possui a facilidade de conduzir
portadores de cargas. Essas matrias possuem em sua composio cargas
livres que podem movimentar-se livremente por toda sua superfcie ou
interior. Exemplos: Metais. Solues inicas (gua com sal).
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Processos de Eletrizao: Eletrizao por Atrito: Quando os eltrons
passam de um tomo para outro, ou seja, um tomo pode ganhar ou
perder eltrons. Quando um tomo: Ganha eltrons fica com carga total
negativa. Perde eltrons fica com carga total positiva. Obs: As
perdas e ganhos somente acontecem com os eltrons. No h perda nem
ganho de prtons.
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Eletrizao por Contato: Quando colocamos dois condutores em
contato, um eletrizado e outro neutro, pode ocorrer a passagem de
eltrons de um para o outro, fazendo que o corpo neutro se
eletrize.
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Eletrizao por Induo: A eletrizao de um condutor neutro pode
ocorrer por simples aproximao de outro corpo eletrizado, sem que
haja contato entre eles. Esse processo de eletrizao denominado
induo eletrosttica. Induo com carga final Positiva:
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Induo com carga final negativa:
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Lei de Coulomb: A lei de Coulomb afirma que a intensidade da
fora F entre duas cargas pontuais Q 1 e Q 2 diretamente
proporcional ao produto das cargas, e inversamente proporcional ao
inverso do quadrado da distncia R que as separa. K a constante
eletrosttica. K 0 = 9,0 10 9 Nm 2 /C 2 Unidade: Nm 2 /C 2.
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Corrente Eltrica A eletrodinmica a parte da fsica que estuda
cargas eltricas em movimento, responsveis pela corrente eltrica. Os
condutores eltricos mais comuns so os metais, que se caracterizam
por possurem grande quantidade de eltrons-livres, ou seja, esto
ligados de forma fraca com o ncleo, tendo certa liberdade de
movimentao. Exemplo: Alumnio: 3 eltrons na ltima camada. Ferro: 2
eltrons na ltima camada. Cobre: 1 eltrons na ltima camada.
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Normalmente, o movimento dos eltrons livres no metal catico e
imprevisvel. No entanto, em certas condies, esse movimento torna-se
ordenado, constituindo o que chamamos de corrente eltrica. Obs:
corrente eltrica o movimento ordenado de cargas eltricas.
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Intensidade de Corrente Eltrica Definimos intensidade de
corrente eltrica como sendo a quantidade de carga que passa numa
seo transversal de um condutor durante um certo intervalo de tempo.
Unidade: Ampere (A) Submltiplos: 1 mA = 10 -3 A (miliampere) 1 uA =
10 -6 A (microampere) 1 nA = 10 -9 A (nanoampere) 1 pA = 10 -12 A
(picoampere)
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Circuito Eltrico: Um conjunto formado por uma pilha, fios e
lmpada forma um circuito eltrico. Um circuito pode se encontrar
aberto ou fechado.
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Circuito interno de uma lmpada incandescente. O fluxo de
eltrons na lmpada.
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Observao: A corrente eltrica convencional tem sentido contrrio
ao fluxo de eltrons. Esta corrente chamada de corrente
contnua.
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01) Uma aluna de cabelos compridos, num dia bastante seco,
percebe que, depois de pente los, o pente utilizado atrai pedaos de
papel. Isso ocorre porque: a) o pente se eletrizou por atrito. b)
os pedaos de papel estavam eletrizados. c) o papel um bom condutor
eltrico. d) h atrao gravitacional entre o pente e os pedaos de
papel. e) o pente um bom condutor eltrico.
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02) Um corpo eletricamente neutro: a) no existe, pois todos os
corpos tm cargas. b) no existe, pois somente um grupo de corpos
pode ser neutro. c) um corpo com o mesmo nmero de cargas positivas
e negativas. d) um corpo que no tem cargas positivas nem negativas.
e) um corpo que necessariamente foi aterrado.
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03) dado um corpo eletrizado com carga 6,4 mC. a) Determine o
nmero de eltrons em falta no corpo. A carga do eltron 1,6 10 19 C.
b) Quantos eltrons em excesso tm o corpo eletrizado com carga 16
nC?
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04) Dois corpos A e B, de materiais diferentes, inicialmente
neutros, so atritados entre si, isolados de outros corpos. Aps o
atrito: a) ambos ficam eletrizados negativamente. b) ambos ficam
eletrizados positivamente. c) um fica eletrizado negativamente e o
outro continua neutro. d) um fica eletrizado positivamente e o
outro continua neutro. e) um fica eletrizado positivamente e o
negativamente.
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05) Considere as afirmaes abaixo: I. Um corpo, ao ser
eletrizado, ganha ou perde eltrons. II. possvel eletrizar uma barra
metlica por atrito segurandoa com a mo, pois o corpo humano de
material semicondutor. III. Estando inicialmente neutros, atritase
um basto de plstico com l, consequentemente esses dois corpos
adquirem cargas eltricas de mesmo valor e naturezas (sinais)
opostas. a) se somente I estiver correta. b) se somente II estiver
correta. c) se somente III estiver correta. d) se II e III
estiverem corretas. e) se I e III estiverem corretas.
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Diferena de Potencial Uma pilha tem dois polos: o positivo (+)
e o negativo (). Entre eles existe uma diferena de potencial
eltrico que mantm uma corrente eltrica quando os polos forem
ligados por um fio. A diferena de potencial eltrico chamada tambm
de tenso eltrica ou voltagem e representada pela letra U. Unidade:
Volts (V)
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Entenda melhor o que D.D.P Para uma melhor compreenso da
importncia da d.d.p. dentro da eletricidade iremos fazer uma
analogia com a hidrosttica Observe a figura 5a abaixo e note que o
nvel do lquido o mesmo dos dois lados do tubo (vaso comunicante).
Neste caso no existe movimento do lquido para nenhum dos dois
lados. Para que ocorra movimento necessrio um desnivelamento entre
os dois lados do tubo (observe a figura 5b).
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Figura 5a Figura 5b
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Neste caso o lquido tender a se mover at que os dois lados do
tubo se nivelem novamente (figura 5c). Podemos concluir que para
existir movimento necessrio que exista uma diferena de nvel entre
os dois lados do tubo (d.d.n.) Figura 5c Figura 5d
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Para que o lquido fique sempre em movimento, podemos colocar
uma bomba para retirar a gua de um lado para o outro, fazendo com
que sempre haja uma d.d.n. entre os dois tubos (figura 5d). Podemos
fazer uma analogia da situao descrita anteriormente com o movimento
das cargas eltricas. Para isso vamos trocar os tubos por condutores
eltricos (fios), a bomba por um gerador (pilha) e passaremos a ter
a seguinte situao:
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Da mesma forma que a bomba mantm uma diferena de nvel para
manter o movimento do lquido, o gerador mantm a diferena de
potencial eltrico (d.d.p.) para manter o movimento ordenado de
eltrons. Esquematicamente temos: Pode-se verificar que no condutor,
o sentido da corrente eltrica da extremidade de maior potencial
(plo positivo) para a extremidade de menor potencial (plo
negativo).
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A resistncia eltrica Denfinio: O grau de dificuldade encontrado
pelo eltron para se deslocar em um circuito eltrico chamado de
resistncia eltrica.
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A resistncia eltrica depende basicamente: Comprimento (L) do
fio. Material. Espessura (A), chamada de rea de seco transversal.
Pode ser calculada pela seguinte relao: U = R. i Unidade: Ohm (
)
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Potncia eltrica: A potncia eltrica indica o consumo de energia
eltrica em cada unidade de tempo. No Sistema Internacional de
Unidades, ela medida em watts (W). Uma lmpada de 60 watts consome
em cada segundo de funcionamento 60 joules de energia eltrica.
O Magnetismo Com ms voc pode atrair pregos, clipes e outros
objetos. Mas nem todos os materiais podem ser atrados por ms s
alguns metais. Os metais que podem ser atrados por um m, como o
ferro, o nquel, o cobalto e a liga desses metais, so chamados
ferromagnticos.
Aplicaes do Magnetismo: Bssola. Eletrom. Gerador eltrico. Motor
eltrico.
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A luz e o eletromagnetismo: : Quando se diz que a luz e as
outras radiaes (raios X, raios ultravioleta, ondas de rdio) so
ondas eletromagnticas, significa que elas resultam da variao de um
campo eltrico e de um campo magntico propagando-se pelo espao. A
relao entre a luz e os fenmenos eletromagnticos foi estabelecida
teoricamente pelo fsico escocs James Clerck Maxwell
(1831-1879).
