Física eletricidade

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Física - resumo de eletricidade - Programa Maranhão Profissional Etapa Pré-vestibular São João dos PatosMA

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  • 1. ETAPA PR-VESTIBULARTUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSACOORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR1

2. ETAPA PR-VESTIBULARTUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSA Cargas EltricasA matria formada de pequenas partculas, ostomos. Cada tomo, por sua vez, constitudo departculas ainda menores, os prtons, os eltrons e osnutrons. Os prtons e os nutrons localizam-se naparte central do tomo, e formam o ncleo. Oseltrons giram em torno do ncleo na regiodenominada eletrosfera. Os prtons e os eltronsapresentam uma importante propriedade fsica, acarga eltrica. A carga eltrica do prton e a doeltron tm a mesma intensidade, mas sinaiscontrrios. A carga do prton positiva e a doeltron, negativa.COORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR2 3. ETAPA PR-VESTIBULAR TUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSANum tomo no existe predominncia de cargas eltricas; o nmero de prtons igual ao nmero de eltrons. O tomo um sistema eletricamente neutro. Entretanto quando ele perde ou ganha eltrons, fica eletrizado. Eletrizado positivamente quando perde eltrons e negativamente quando recebe eltrons.Sendo a carga do eltron a menor quantidade de carga eltrica existente na natureza, ela foi tomada como carga padro nas medidas de carga eltricas.No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de medida de carga eltrica o Coulomb (C).A carga do eltron, quando tomada em mdulo, chamada de carga elementar e representada por e.carga elementar: 1,6.10 - 19 Ccarga do eltron: - 1,6.10 - 19 Ccarga do prton: + 1,6.10 - 19 CCOORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR 3 4. ETAPA PR-VESTIBULARTUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSACOORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR4 5. ETAPA PR-VESTIBULARTUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSA Princpio da atrao e repulsoPrincpios da Eletrosttica Cargas eltricas de mesmo sinal se repelem; Cargas eltricas de sinais opostos se atraem. Princpio da conservao das cargas Num sistema eletricamente isolado, a soma algbrica dasquantidades de cargas positivas e negativas constante.COORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR5 6. ETAPA PR-VESTIBULARTUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSACondutores eltricos Meios materiais nos quais as cargas eltricasmovimentam-se com facilidade.Isolantes eltricos ou dieltricosMeios materiais nos quais as cargas eltricasno tm facilidade de movimentao.COORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR6 7. ETAPA PR-VESTIBULAR TUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSA Eletrizao de um corpo O processo de eletrizao de um corpo semelhante ao de umtomo. Se num corpo o nmero de prtons for igual ao nmero deeltrons, dizemos que ele est neutro. Quando um corpo apresentauma falta ou um excesso de eltrons, ele adquire uma carga eltrica Q,que sempre um nmero inteiro n de eltrons, de modo que:Q = .e n , sendo n um numero inteiro.Portanto, um corpo pode ser:a) eletrizado positivamente: falta de eltrons Q = + n . eb) eletrizado negativamente: excesso de eltrons Q = n . eCOORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR 7 8. ETAPA PR-VESTIBULARTUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSAEletrizao de um corpo Quando h um desequilbrio entre o nmero de eltrons e o nmero de prtons, o corpo est eletrizado.COORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR8 9. ETAPA PR-VESTIBULARTUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSA - Para que um corpo esteja carregado positivamente, necessrio que seus prtons estejam em maior nmero que os seus eltrons.COORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR9 10. ETAPA PR-VESTIBULARTUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSA - Para que um corpo esteja carregado negativamente necessrio que os seus eltrons estejam em maior nmero que seus prtons.COORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR 10 11. ETAPA PR-VESTIBULARTUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSA- Para que um corpo seja considerado neutro, seunmero eltrons deve ser igual ao seu nmero deprtons. + ++ + + ++ COORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR 11 12. ETAPA PR-VESTIBULARTUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSACOORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR 12 13. ETAPA PR-VESTIBULARTUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSACOORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR 13 14. ETAPA PR-VESTIBULARTUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSA Corrente EltricaCorrente eltrica o movimentoordenado de cargas eltricas. Nos slidos: eltrons livres. Ex.: Metais Nos lquidos: ctions e nions. Ex.: H2O+NaCl Nos gases: ctions e eltrons. Ex.: GsionizadoCOORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR 14 15. ETAPA PR-VESTIBULARTUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSAIntensidade da Corrente EltricaQ i =t i intensidade da corrente eltrica (A) Q quantidade de carga(C)t tempo (s) A = C/sCOORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR 15 16. ETAPA PR-VESTIBULARTUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSAPotncia eltricaDefinimos a potncia eltrica (P) paraqualquer mquina pela relao entre a quantidade de energia transformada(E) e o correspondente intervalo de tempo ( t).COORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR 16 17. ETAPA PR-VESTIBULAR TUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSAPotncia eltrica PPotncia eltrica (W) E Energia (J)t tempo (s)COORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR17 18. ETAPA PR-VESTIBULARTUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSALmpada de 60 W 60 J / sChuveiro eltrico 2600 W 6800 WTV 105 W Geladeira 101 W Home-Theater 30 a 130 WUsina Jorge Lacerda 700 MWAngra I 500 MW Angra II 1000 MWItaipu 12000 MWkWh medida de energia 1000 W em uma horaPreo do kWh (abril 2011) ~ R$ 0,4COORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR 18 19. ETAPA PR-VESTIBULAR TUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSA APARELHO POTNCIA DIAS DE USO MDIA DE CONSUMOCUSTO EM ELTRICO EM WATTS POR MS UTILIZAO MENSAL REAIS(R$) POR DIA(KWh) SOM 3 x180W 203h4,8kwh AR-1000 308,0 240kwhCONDICIONADO7.500 BTUSECADOR DE 3010min 7,0kwhCABELO1400GRANDE LAVADORA DELOUAS1500 3040 min30,0kwhCOORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR19 20. ETAPA PR-VESTIBULARTUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSA Resistores: transformar energia eltrica emenergia trmica (dissipar energia eltrica) oulimitar a intensidade dacorrente eltrica emcircuitos eletrnicos.COORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR 20 21. ETAPA PR-VESTIBULARTUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSA1 LEI DE OHM: MANTIDA A TEMPERATURA CONSTANTE, O QUOCIENTEDA DDP APLICADA PELA RESPECTIVA INTENSIDADE DE CORRENTEELTRICA RESULTAVA EM UMA CONSTANTE CARACTERSTICA DORESISTOR.1 Lei de OhmCOORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR 21 22. ETAPA PR-VESTIBULARTUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSA1 Lei de OhmCOORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR 22 23. ETAPA PR-VESTIBULARTUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSACOORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR 23 24. ETAPA PR-VESTIBULARTUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSAResistores No hmicosCOORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR 24 25. ETAPA PR-VESTIBULAR TUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSA ASSOCIAO DE RESISTORESEM UM CIRCUITO POSSVEL ORGANIZAR CONJUNTOS DE RESISTORES INTERLIGADOS,CHAMADA ASSOCIAO DE RESISTORES. O COMPORTAMENTO DESTA ASSOCIAO VARIACONFORME A LIGAO ENTRE OS RESISTORES, SENDO SEUS POSSVEIS TIPOS: EM SRIE, EMPARALELO E MISTA.ASSOCIAO EM SRIEASSOCIAR RESISTORES EM SRIE SIGNIFICA LIG-LOS EM UM NICO TRAJETO, OU SEJA:COMO EXISTE APENAS UM CAMINHO PARA A PASSAGEM DA CORRENTE ELTRICA ESTA MANTIDA POR TODA A EXTENSO DO CIRCUITO. J A DIFERENA DE POTENCIAL ENTRE CADARESISTOR IR VARIAR CONFORME A RESISTNCIA DESTE, PARA QUE SEJA OBEDECIDA A 1 LEIDE OHM, ASSIM:COORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR25 26. ETAPA PR-VESTIBULARTUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSA ASSOCIAO EM PARALELO: Ligar um resistor em paralelo significa basicamente dividir a mesma fonte de corrente, de modo que a ddp em cada ponto seja conservada. Ou seja: Usualmente as ligaes em paralelo so representadas por: Como mostra a figura, a intensidade total de corrente do circuito igual soma das intensidades medidas sobre cada resistor, ou seja: Pela 1 lei de ohm: E por esta expresso, j que a intensidade da corrente e a tenso so mantidas, podemos concluir que a resistncia total em um circuito em paralelo dada por:COORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR 26 27. ETAPA PR-VESTIBULARTUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSACOORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR 27 28. ETAPA PR-VESTIBULAR TUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSA2 Lei de Ohm: a resistncia eltrica e diretamente proporcional rea(A) da seco transversal e inversamente proporcional ao comprimento(L) fio.Resistividade (): uma grandeza que depende do material que constituio resistor e da temperatura.2 Lei de OhmCOORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR28 29. ETAPA PR-VESTIBULAR TUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSA Aplicaes do Efeito Joule Fornos: laboratrios e na indstria se usam fornos eltricos paraobteno de temperaturas elevadas. O forno contm uma resistnciaeltrica que liberta calor com a passagem da corrente. Ele revestidoexternamente com uma substncia que transmite mal o calor, comopor exemplo amianto. Desse modo, o calor libertado pela resistnciafica todo no interior do forno.COORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR 29 30. ETAPA PR-VESTIBULARTUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSA Aplicaes do Efeito Joule Lmpadas Incandescentes: As lmpadas eltricas tm uma estruturaIncandescentesmuito simples. Na base, existem dois contatos de metal, que so ligadosa dois fios rgidos, que so conectados ao filamento de metal fino. Ofilamento fica no meio da lmpada, protegido por uma cpsula de vidro.Os fios e o filamento esto dentro da lmpada de vidro, que cheiade gs inerte, como o argnio.COORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR30 31. ETAPA PR-VESTIBULAR TUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSA Aplicaes do Efeito Joule Fusveis: Em uma instalao eltrica sempre so usados fios capazes de suportar uma certa intensidade de corrente. A corrente no deve atingir valores muito mais elevados do que o valor previsto porque seno o calor libertado por efeito Joule pode fundir os fios e estragar a instalao.COORDENADOR REGIONAL: WALTER ALENCAR 31 32. ETAPA PR-VESTIBULAR TUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSA A ECONOMIA GERADA PELA RECICLAGEM Cada tonelada de papel reciclado representa 3 m de espao disponvel nosaterros sanitrios. A energia economizada com a reciclagem de uma nica garrafa de vidro suficiente para manter acesa uma lmpada de 100 W durante quatro horas. Com a reciclagem de uma lata de alumnio economiza-se o suficiente paramanter ligado um aparelho de televiso durante 3 horas. Uma tonelada de pa