Livro eletricidade

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Eletricidade

Text of Livro eletricidade

  • 1. Ministrio da Educao - MEC Universidade Aberta do Brasil Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia do Cear Diretoria de Educao a Distncia LICENCIATURA EM MATEMTICA Eloneid Felipe Nobre Francisco Herbert Vasconcelos de Lima Gilvandenys Leite Sales Willami Teixeira da Cruz Fsica II Fisica2mod.indd 1 semestre 05 27/01/2011 10:30:14
  • 2. Crditos Presidente Dilma Vana Rousseff Marlia Maia Moreira Saskia Natlia Brgido Bastista Ministro da Educao Equipe Arte, Criao e Produo Visual Fernando Haddad Secretrio da SEED Carlos Eduardo Bielschowsky Diretor de Educao a Distncia Celso Costa Reitor do IFCE Cludio Ricardo Gomes de Lima Pr-Reitor de Ensino Gilmar Lopes Ribeiro Diretora de EAD/IFCE e Coordenadora UAB/IFCE Cassandra Ribeiro Joye Vice-Coordenadora UAB Rgia Talina Silva Arajo Coordenador do Curso de Tecnologia em Hotelaria Jos Solon Sales e Silva Coordenador do Curso de Licenciatura em Matemtica Zelalber Gondim Guimares Elaborao do contedo Eloneid Felipe Nobre Francisco Herbert Vasconcelos de Lima Gilvandenys Leite Sales Willami Teixeira da Cruz Equipe Pedaggica e Design Instrucional Ana Cladia Ucha Arajo Andra Maria Rocha Rodrigues Carla Anale Moreira de Oliveira Cristiane Borges Braga Eliana Moreira de Oliveira Gina Maria Porto de Aguiar Vieira Giselle Santiago Cabral Raulino Glria Monteiro Macedo Iraci Moraes Schmidlin Jane Fontes Guedes Karine Nascimento Portela Lvia Maria de Lima Santiago Lourdes Losane Rocha de Sousa Luciana Andrade Rodrigues Maria Irene Silva de Moura Maria Vanda Silvino da Silva Fisica2mod.indd 2 bner Di Cavalcanti Medeiros Benghson da Silveira Dantas Davi Jucimon Monteiro Diemano Bruno Lima Nbrega Germano Jos Barros Pinheiro Gilvandenys Leite Sales Jnior Jos Albrio Beserra Jos Stelio Sampaio Bastos Neto Larissa Miranda Cunha Marco Augusto M. Oliveira Jnior Navar de Medeiros Mendona e Nascimento Roland Gabriel Nogueira Molina Samuel da Silva Bezerra Equipe Web Aline Mariana Bispo de Lima Benghson da Silveira Dantas Fabrice Marc Joye Luiz Bezerra de Andrade FIlho Lucas do Amaral Saboya Ricardo Werlang Samantha Onofre Lssio Tibrio Bezerra Soares Thuan Saraiva Nabuco Samuel Lima de Mesquita Reviso Textual Aurea Suely Zavam Dbora Regina Garcia Pinto Nukcia Meyre Arajo de Almeida Reviso Web Antnio Carlos Marques Jnior Dbora Liberato Arruda Hissa Saulo Garcia Logstica Francisco Roberto Dias de Aguiar Virgnia Ferreira Moreira Secretrios Breno Giovanni Silva Arajo Francisca Venncio da Silva Auxiliar Ana Paula Gomes Correia Bernardo Matias de Carvalho Isabella de Castro Britto Maria Tatiana Gomes da Silva Rayssa Miranda de Abreu Cunha Wagner Souto Fernandes 27/01/2011 10:30:14
  • 3. Catalogao na Fonte: Islnia Fernandes Arajo (CRB 3 N 917) F532 Nobre, Eloneid Felipe ... [et. al.] Fsica 2: semestre IV / Eloneid Felipe Nobre ... [et. al.]. ; Coordenao Cassandra Ribeiro Joye. - Fortaleza: UAB/IFCE, 2011. 189p. : il. ; 27cm. 1. FSICA. 2. ELETROSTTICA. 3. ELETRODINMICA. 4. ELETROMAGNETISMO. 5. ONDULATRIA. I. Joye, Cassandra Ribeiro (Coord.). II. Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia do Cear IFCE. III. Universidade Aberta do Brasil UAB. IV. Ttulo. CDD 537 Fisica2mod.indd 3 27/01/2011 10:30:14
  • 4. Sumrio Apresentao........................................................................................... 6 Aula 1 - Carga Eltrica e Campo Eltrico............................................. 7 Tpico 1 - Carga Eltrica.................................................................................8 Tpico 2 - Fora Eltrica: A Lei de Coulomb......................................................18 Tpico 3 - Campo Eltrico.............................................................................28 Aula 2 - O Potencial Eltrico...............................................................37 Tpico 1 - Energia Potencial Eltrica................................................................38 Tpico 2 - Diferena de Potencial Eltrico.........................................................46 Tpico 3 - Potencial de uma carga puntiforme...................................................52 Tpico 4 - Diferena de Potencial e Campo Eltrico............................................54 Tpico 5 - Potencial de vrias cargas puntiformes................................................60 Tpico 6 - Superfciesequipotenciais................................................................62 Tpico 7 - O poder das pontas.......................................................................66 Aula 3 - Capacitores e dieltricos.......................................................73 Tpico 1 - Capacitncia................................................................................74 Tpico 2 - Energia no Capacitor......................................................................82 Tpico 3 - Associaode Capacitores...............................................................88 Tpico 4 - Capacitor com isolamento dieltrico..................................................98 Aula 4 - Corrente Eltrica................................................................. 103 Tpico 1 - Corrente eltrica.........................................................................104 Tpico 2 - Resistncia eltrica e lei de ohm.....................................................110 Tpico 3 - Circuitos de corrente de continua...................................................118 Tpico 4 - Associao de resistores................................................................128 Aula 5 - Magnetismo......................................................................... 135 Tpico 1 - Campo Magntico e Fluxo Magntico..............................................136 Tpico 2 - Fora magntica..........................................................................142 Fisica2mod.indd 4 27/01/2011 10:30:14
  • 5. Tpico 3 - Lei de Biot-Savart.......................................................................148 Tpico 4 - Lei de Ampre...........................................................................154 Tpico 5 - Partcula carregada em movimento circular......................................156 Tpico 6 - Lei de Faraday e Lei de Lenz.........................................................160 Aula 6 - Ondas Eletromagnticas...................................................... 165 Tpico 1 - Ondas eletromagnticas...............................................................166 Tpico 2 - Espectro Eletromagntico.............................................................172 Tpico 3 - Aplicaes no cotidiano...............................................................180 Referncias.......................................................................................... 188 Minicurrculo...................................................................................... 189 Fisica2mod.indd 5 27/01/2011 10:30:15
  • 6. Apresentao Caro (a) aluno (a), Nossa disciplina proporciona uma viso geral da eletrosttica, eletrodinmica e eletromagnetismo. Envolve os fenmenos relacionados a este campo do saber com exemplos do cotidiano e o que h de moderno em termos de tecnologia digital web com o intuito de facilitar a compreenso de conceitos e aplicaes prticas. O curso finalizado com noes de ondulatria no sentido de fornecer condies para se compreender a natureza eletromagntica da onda de luz. Esperamos que voc mergulhe nessa saudvel jornada e descubra a forma e a beleza com que a cincia desvenda o mundo em nosso entorno. Ento, vamos l! Fisica2mod.indd 6 27/01/2011 10:30:15
  • 7. Aula 1 Carga Eltrica e Campo Eltrico Ol! Nesta disciplina, iremos estudar alguns conceitos fsicos da Eletricidade. Voc j imaginou alguma vez em sua vida como seria o mundo sem eletricidade? No possvel imaginar uma coisa dessas, no ? A eletricidade nos cerca por todos os lados. Seria muito difcil viver em um mundo sem lmpadas eltricas, geladeiras, ferro eltrico, televisor, computador, enfim, sem todos esses confortos da vida moderna que dependem diretamente da eletricidade para poderem funcionar. Mas a eletricidade est envolvida em fenmenos muito mais importantes do que o funcionamento de equipamentos eltricos; ela est na origem e no desenvolvimento da prpria vida. Objetivos: Conhecer o que Carga Eltrica e quais so os processos fsicos de Eletrizao. Aplicar e conhecer a Lei de Coulomb. Compreender o que Fora Eltrica e Campo Eltrico. 7 Fisica2mod.indd 7 27/01/2011 10:30:15
  • 8. 01 TPICO CARGA ELTRICA OBJETIVOS Conhecer o que a Carga Eltrica. Apresentar a Estrutura do tomo. Estudar a Atrao e Repulso entre corpos carregados. Entender a Lei da Conservao da Carga Eltrica. Aprender os Processos de Eletrizao. N este tpico, estudaremos os princpios bsicos necessrios para entender a interao eltrica. Inicialmente veremos alguns exemplos que mostram a importncia da eletricidade em nossas vidas. A seguir, iniciaremos o estu- do das manifestae