Eletrodinâmica

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Eletrodinâmica

  1. 1. Eletrodinâmica Corrente Elétrica – Definição, Tipos de Corrente Elétrica, Efeitos da Corrente Elétrica, Resistor – Definição, 1ª Lei de Ohm, 2ª Lei de Ohm, Potência Elétrica e Energia Elétrica. Prof. Ary de Oliveira
  2. 2. Corrente Elétrica - Definição (Parte I) Nesta aula aprenderemos sobre os efeitos produzidos por cargas elétricas em movimento. Sabemos que os materiais condutores se caracterizam assim pelo fato de possuírem elétrons que são fracamente ligados a seus átomos e por essa razão são chamados de ELÉTRONS LIVRES. Prof. Ary de Oliveira
  3. 3. Corrente Elétrica - Definição (Parte II) Chamamos de Corrente Elétrica o movimento ordenado de portadores de carga, que nos sólidos são os elétrons. Nos líquidos e gases além dos elétrons, se movimentam também íons positivos e negativos. Além disso, definimos a intensidade da Corrente Elétrica como sendo o fluxo de portadores de carga por unidade de tempo que passa por uma seção transversal do condutor. Prof. Ary de Oliveira
  4. 4. Corrente Elétrica – Definição (Parte III) ∆Q i= Onde: ∆t ∆Q : Quantidade de Carga (Coulombs − C);  ∆t : Intervalo de Tempo (Segundos − s); i : Intensidade de Corrente Elétrica (Ampères − A).  Prof. Ary de Oliveira
  5. 5. Exercícios de Fixação 01 (PSAEAM – 2005) Prof. Ary de Oliveira
  6. 6. Tipos de Corrente Elétrica (Parte I) CORRENTE CONTÍNUA (OU CONSTANTE) É toda Corrente de sentido e intensidade constante com o tempo, por exemplo, uma pilha ou bateria é capaz de fornecer Corrente Contínua (ou Constante). Prof. Ary de Oliveira
  7. 7. Tipos de Corrente Elétrica (Parte II) CORRENTE ALTERNADA É toda que muda, periodicamente, de intensidade e sentido. Nas tomadas existentes nas residenciais temos uma Corrente Elétrica com esse comportamento. Prof. Ary de Oliveira
  8. 8. Exercício de Fixação 02 (PSAEAM – 2009) Prof. Ary de Oliveira
  9. 9. Efeitos da Corrente Elétrica (Parte I) EFEITO TÉRMICO (OU EFEITO JOULE) Quando uma Corrente Elétrica atravessa um condutor ocorre transformação de energia elétrica em energia térmica, denominado de Efeito Joule. Alguns equipamento elétricos utilizam como principio de funcionamento esse efeito, dentre eles podemos citar o ferro de passar, o chuveiro elétrico, aquecedores elétricos etc. Prof. Ary de Oliveira
  10. 10. Efeitos da Corrente Elétrica (Parte II) EFEITO MAGNÉTICO Um condutor percorrido por uma Corrente Elétrica cria, na região próxima a ele, um campo magnético. Este efeito constitui a forma de funcionamento de motores, transformadores e sua descoberta permitiu a unificação da eletricidade e do magnetismo. Prof. Ary de Oliveira
  11. 11. Efeitos da Corrente Elétrica (Parte III) EFEITO QUÍMICO Uma solução eletrolítica sofre decomposição quando é atravessada por uma Corrente Elétrica, esse fenômeno recebe o nome de Eletrólise. Esse efeito é utilizado, por exemplo, em revestimento de metais, reações químicas de baterias. Prof. Ary de Oliveira
  12. 12. Efeitos da Corrente Elétrica (Parte IV) EFEITO LUMINOSO Em determinadas condições, a passagem da Corrente Elétrica através de um gás rarefeito faz com que ele emita luz. As lâmpadas fluorescentes e os anúncios luminosos são aplicações desse efeito. Nesse fenômeno ocorre transformação direta de energia elétrica em energia luminosa. Prof. Ary de Oliveira
  13. 13. Efeitos da Corrente Elétrica (Parte V) EFEITO FISIOLÓGICO A Corrente Elétrica age diretamente no sistema nervoso, provocando contrações musculares, quando isso ocorre dizemos que a pessoa tomou um choque elétrico. Prof. Ary de Oliveira
  14. 14. Exercício de Fixação 03 (CFS – 2009.2) Prof. Ary de Oliveira
  15. 15. Resistor – Definição Conforme vimos um dos efeitos da Corrente Elétrica ao atravessar um condutor é o efeito Joule, que consiste na transformação de energia elétrica em energia térmica. O elemento de um circuito elétrico cuja função exclusiva é transformar a energia elétrica em energia térmica recebe o nome de RESISTOR. Prof. Ary de Oliveira
  16. 16. 1ª Lei de Ohm (Parte I) Georg Simon Ohm verificou para alguns condutores a razão entre diferença de potencial (d.d.p.) e a intensidade de corrente elétrica que se estabelecia no condutor era uma constante. V1 V2 = = ... = R i1 i2 Observa-se que quanto maior essa constante, menor a intensidade da corrente, representando, portanto, uma oposição a passagem de corrente, então essa constante foi chamada de RESISTÊNCIA ELÉTRICA. Prof. Ary de Oliveira
  17. 17. 1ª Lei de Ohm (Parte II) A seguinte expressão: V V R= ou i R×i Representa matematicamente a 1ª Lei de Ohm. Onde: V : Diferença De Potencial (Volts − V);  i : Corrente Elétrica (Ampères − A);  R : Resistência Elétrica (Ohms − Ω).  Prof. Ary de Oliveira
  18. 18. 1ª Lei de Ohm (Parte III) Curva característica de um resistor Prof. Ary de Oliveira
  19. 19. Exercícios de Fixação 04 (PSAEAM – 2008) Prof. Ary de Oliveira
  20. 20. Exercício de Fixação 05 (CFSME – 2010) Prof. Ary de Oliveira
  21. 21. Exercício de Fixação 06 (CFS – 2009.2) 93 – Assinale a alterna que apresenta as indicações corretas dos medidores ideias do circuito abaixo. Observações: - amperímetro ideal possui resistência interna nula e - voltímetro ideal possui resistência interna infinita. a) 0 A e 0 V b) 2 A e 6 V c) 0 A e 12 V d) 0,5 A e 12 V Prof. Ary de Oliveira
  22. 22. 2ª Lei de Ohm (Parte I) A segunda lei de Ohm permite calcular a resistência elétrica de um condutor, em função do material do qual é constituído e de suas características geométricas. ρL R= A Onde a constante ρ é chamada de RESISTIVIDADE ELÉTRICA. Prof. Ary de Oliveira
  23. 23. 2ª Lei de Ohm (Parte II) Onde:  R : Resistência Elétrica (Ohm − Ω);  ρ: Resistividade Elétrica (Ohm ⋅ metro − Ω ⋅ m);    L : Comprimento do Fio Condutor (metros − m); A: Área do Fio Condutor (metros 2 − m 2 ).  Prof. Ary de Oliveira
  24. 24. Potência Elétrica (Parte I) É a medida da rapidez com que se transfere energia. No caso dos aparelhos elétricos, a energia transformada ou transferida corresponde ao trabalho da força elétrica necessário para deslocar certa quantidade de carga. E P= ∆t Onde:  E : Energia Enegia (Joules − J);  ∆t : Intervalo de Tempo (Segundos − s);  P : Potência Elétrica (Watts − W ).  Prof. Ary de Oliveira
  25. 25. Energia Elétrica (Parte II) A unidade de medida de Energia Elétrica do S.I. é o Joule (J), no entanto, essa unidade é muito pequena para medir consumo de Energia Elétrica por esta razão, costuma-se utilizar o QUILOWATT-HORA (kWh), onde usamos a potência elétrica em QUILOWATT (kW) e o intervalo de tempo em HORAS (h). Assim: 1 kW.h = (1000 W).(3600 s) = 3 600 000 W.s 1 kW.h = 3 600 000 J 1 kW.h = 3,6 x 106 J Prof. Ary de Oliveira
  26. 26. Exercício de Fixação 07 (CFS – 2010.1) Prof. Ary de Oliveira
  27. 27. Exercício de Fixação 08 (CFS – 2010.2) Prof. Ary de Oliveira
  28. 28. Potência Elétrica (Parte II) Sabemos que: E = V ⋅ ∆Q  E : Energia Enegia (Joules − J);  ∆Q : Quantidade de Carga (Coulombs − C); V : Tensão (Volts − V ).  Substituindo na expressão da Potência Elétrica: V ⋅ ∆Q P= ⇒ P =V ⋅i ∆t Prof. Ary de Oliveira
  29. 29. Exercício de Fixação 09 (CFS – 2009.1) Prof. Ary de Oliveira
  30. 30. Exercício de Fixação 10 (PSAEAM – 2011) Prof. Ary de Oliveira
  31. 31. Potência Elétrica (Parte III) Sabemos que a Potência Elétrica é dada por: P =V ⋅i Mas da 1ª Lei de Ohm, sabemos que: V = R ⋅i . Daí substituiremos uma na outra e ficamos com: 2 V P = R ⋅i 2 ou P= R Prof. Ary de Oliveira
  32. 32. Exercícios de Fixação 11 (PSAEAM – 2005) Prof. Ary de Oliveira
  33. 33. Exercício de Fixação 12 (CFS – 2011.2) Prof. Ary de Oliveira
  34. 34. Exercício de Fixação 13 (CFS – 2011.2) Prof. Ary de Oliveira
  35. 35. Exercício de Fixação 14 (CFS – 2011.2) Prof. Ary de Oliveira
  36. 36. Exercício de Fixação 15 (CFS – 2011.1) Prof. Ary de Oliveira

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