Eletrodinâmica estuda o comportamento de cargas elétricas em movimento, conhecido como corrente elétrica. Leis de Ohm relacionam corrente, tensão e resistência em circuitos. Associação de resistores permite calcular valores equivalentes. Geradores transformam outras energias em eletricidade de acordo com sua força eletromotriz.

1. ELETRODINÂMICA

5. CORRENTE ELÉTRICA Onde : I  corrente elétrica [A] (Ampèrs)  q  quantidade de portadores de cargas [C] (Coulombs)  t  intervalo de tempo [s] (segundos)

6. EXERCÍCIO Numa secção reta de um condutor de eletricidade, passam 12C a cada minuto. Nesse condutor, a intensidade da corrente elétrica, em ampères, é igual a: a) 0,08 b) 0,20 c) 0,5 d) 7,2 e) 12

7. Numa secção reta de um condutor de eletricidade, passam 12C a cada minuto . Nesse condutor, a intensidade da corrente elétrica , em ampères, é igual a: a) 0,08 b) 0,20 c) 0,5 d) 7,2 e) 12 EXERCÍCIO

8. EXERCÍCIO Lembrando que : 1 min = 60s Alternativa b

9. ELETRODINÂMICA Eletrodinâmica Corrente elétrica

10. RESISTORES Resistor : É um componente do circuito elétrico , cuja função é transformar energia elétrica em energia térmica . Esse fenômeno é chamado de efeito joule . Representação do resistor A lâmpada pode ser entendida como resitor .

13. Exercícios O gráfico abaixo representa o comportamento da corrente e da d.d.p. em um condutor. Diga se o condutor obedece a lei de Ohm, se obedecer calcule sua resistência elétrica.

14. Exercícios O gráfico abaixo representa o comportamento da corrente e da d.d.p . em um condutor. Diga se o condutor obedece a lei de Ohm , se obedecer calcule sua resistência elétrica.

15. Exercícios O gráfico apresenta uma relação linear entre d.d.p. e corrente elétrica , sendo diretamente proporcionais . Então o condutor é Ôhmico .

16. 2 a LEI DE OHM Experimentalmente, Ohm verificou que a resistência de um resistor depende do material que o constitui esse condutor, de suas dimensões e da sua temperatura . Ohm verificou que a resistência R do resistor é: a) diretamente proporcional ao seu comprimento: aumentando -se o comprimento do resistor, aumenta também a sua resistência . b) inversamente proporcional à área de sua secção: aumentando -se a espessura do resistor, diminui sua resistência

17. 2 a LEI DE OHM

18. 2 a LEI DE OHM Onde : R  resistência elétrica [  ] (Ohm)   resistividade elétrica [  .m] (Ohm vezes metro) l  comprimento do fio [m] (metro) A  Área da secção reta [m 2 ] (metro quadrado)

19. Exercícios Dois fios, um de cobre com resistividade 1,7.10 -8 Ω.m e outro de alumínio com resistividade 2,8.10 -8 Ω.m, possuem mesmo comprimento e mesmo diâmetro. Se ambos forem percorridos pela mesma corrente i, pode-se afirmar que: a) as resistências ôhmicas dos dois fios são iguais. b) a ddp é menor no fio de cobre. c) o fio de cobre tem a uma ddp maior do que o fio de alumínio. d) a perda de energia por efeito joule é menor no fio de alumínio. e) submetidos a mesma ddp, separadamente, os fios.

20. Exercícios Dois fios , um de cobre com resistividade 1,7.10 -8 Ω.m e outro de alumínio com resistividade 2,8.10 -8 Ω.m , possuem mesmo comprimento e diâmetro . Se ambos forem percorridos pela mesma corrente i , pode-se afirmar que: a) as resistências ôhmicas dos dois fios são iguais. b) a ddp é menor no fio de cobre. c) o fio de cobre tem a uma ddp maior do que o fio de alumínio. d) a perda de energia por efeito joule é menor no fio de alumínio. e) submetidos a mesma ddp, separadamente, os fios.

21. Exercícios Pela segunda lei de Ohm: Portanto o fio de alumínio possui maior resistência elétrica , pois seu comprimento e área são iguais ao do fio de cobre mas sua resistividade é maior . Como a corrente tem mesma intensidade nos dois fios , pela primeira lei de Ohm , o fio que apresenta maior resistividade precisa de uma d.d.p. maior para movimentar seus elétrons livres , então a ddp é maior no fio de alumínio e menor no fio de cobre . Alternativa b

22. ELETRODINÂMICA Eletrodinâmica Corrente elétrica Resistores Leis de Ohm

23. Associação de resistores Associação série : Todos resistores são percorridos pela mesma corrente elétrica. Neste tipo de associação a resistência equivalente é a soma algébrica dos valores das resistências do circuito. A diferença de potencial total é igual a soma das diferenças de potencial sobre cada resistor .

24. Associação de resistores Série U = U 1 + U 2 + U 3 + U 4 R eq . i = R 1 . i + R 2 . i + R 3 . i + R 4 . i R eq = R 1 + R 2 + R 3 + R 4

25. Associação paralelo A corrente total é a soma das correntes que passa por cada resistor . Neste tipo de associação a resistência equivalente é a soma inversa dos valores das resistências do circuito. Todos os resistores estão submetidos a mesma d.d.p . Associação de resistores

26. I = I 1 +I 2 +I 3 +I 4 U/R eq = U/R 1 +U/R 2 + U/R 3 + U/R 4 1/R eq = 1/R 1 +1/R 2 + 1/R 3 + 1/R 4 Associação de resistores

27. Exercícios A, B, C e D são quatro amperímetros que estão ligados no circuito da figura a seguir, que contém três resistores IGUAIS: Qual das opções abaixo representa um conjunto coerente para as leituras dos amperímetros A, B, C e D, NESSA ORDEM? a. 50, 100, 100, 100 b. 50, 25, 25, 50 c. 50, 50, 50, 50 d. 50, 100, 100, 50 e. 50, 25, 25, 25

28. Exercícios A, B, C e D são quatro amperímetros que estão ligados no circuito da figura a seguir, que contém três resistores IGUAIS : Qual das opções abaixo representa um conjunto coerente para as leituras dos amperímetros A , B , C e D , NESSA ORDEM? a. 50, 100, 100, 100 b. 50, 25, 25, 50 c. 50, 50, 50, 50 d. 50, 100, 100, 50 e. 50, 25, 25, 25

29. Exercícios Esta é uma associação mista de resistores , isto é, existem associações série e paralelo . Para resolvermos este problema é preciso analisar o caminho que a corrente elétrica faz pelo circuito. A corrente total sai pelo terminal positivo da bateria, passa pelo resistor e depois por A , ao encontrar dois caminhos (ligação em paralelo), ela se divide sempre procurando o caminho que oferece menor resistência , porém , as duas resistências são de mesmo valor , isto faz a corrente se dividir igualmente em duas partes, fazendo B e C terem a mesma leitura . Depois as duas correntes voltam a se encontrar e terem o valor da corrente total , passando por D com mesmo valor inicial . Alternativa b

30. Exercícios Se conectarmos uma bateria de 12 V no mesmo circuito, e se cada resistência tiver 100  , qual será o valor da resistência equivalente do circuito e as novas leituras feitas pelos amperímetros A, B, C e D ?

31. Exercícios Se conectarmos uma bateria de 12 V no mesmo circuito, e se cada resistência tiver 100  , qual será o valor da resistência equivalente do circuito e as novas leituras feitas pelos amperímetros A, B, C e D ?

32. Exercícios Resolvendo a associação paralelo Resolvendo a associação série

33. Exercícios Para calcular a corrente total do circuito usamos a primeira lei de Ohm para a resistência equivalente Então os amperímetros A e D vão ter uma leitura da corrente total ou seja, 0,08 A e os amperímetros B e C terão leituras da metade da corrente total, ou seja, 0,04A cada.

34. ELETRODINÂMICA Eletrodinâmica Corrente elétrica Resistores Leis de Ohm Associação de resistores

35. GERADORES Gerador elétrico Gerador é um elemento de circuito que transforma outros tipos de energia , em energia elétrica . O gerador fornece energia elétrica ao circuito . Ao ser atravessado por uma corrente elétrica, o gerador apresenta uma resistência à passagem dos portadores de carga, esta resistência é conhecida como resistência interna do gerador ( r ).

36. GERADORES As pilhas e baterias são geradores que transformam energia química em energia elétrica .

37. GERADORES Força Eletromotriz (fem)  . Para manter uma corrente elétrica por um tempo mais longo, precisamos de ter uma " bomba de carga ", isto é um aparelho que mantenha os terminais do resistor sob uma diferença de potencial U . Estes dispositivos , são chamados por fontes ou força eletromotrizes ( fem ) e um dos mais comuns é a bateria .

38. GERADORES Equação do gerador A d.d.p. que o gerador lança no circuito é igual à fem entre seus pólos menos a d.d.p. no resistor .

39. GERADORES Curva característica do gerador Quando um gerador está em aberto não há passagem de corrente, logo: i = 0 então  = U Quando um gerador está em curto circuito a diferença de potencial entre seus pólos é zero logo: U = 0 , então icc = i = U/r .

40. Exercícios Considere o circuito abaixo As intensidades da corrente que atravessa o gerador, quando a chave está aberta e fechada são respectivamente:

41. Exercícios Considere o circuito abaixo As intensidades da corrente que atravessa o gerador, quando a chave está aberta e fechada são respectivamente:

42. Exercícios Corrente para o circuito com a chave aberta Corrente para o circuito com a chave fechada

43. Potência elétrica no gerador Os portadores de carga ao passarem pelo gerador dissipam energia no seu interior e ganham energia nos pólos . Potência gerada nos pólos P g =  .i Potência dissipada P d = r.i 2 Potência fornecida P f = U.i Rendimento elétrico η = P f / P g = U /  P g = P d + P f

44. Exercícios Um gerador de fem = 140V, cuja resistência interna igual a 4Ω, alimenta um aparelho elétrico com uma corrente elétrica de intensidade de 5 A. Nessas condições, a resistência do aparelho elétrico e o rendimento do gerador são respectivamente

45. Exercícios Um gerador de fem = 140V , cuja resistência interna igual a 4Ω , alimenta um aparelho elétrico com uma corrente elétrica de intensidade de 5 A . Nessas condições, a resistência do aparelho elétrico e o rendimento do gerador são respectivamente

46. Exercícios Cálculo da d.d.p . Cálculo do rendimento

47. ELETRODINÂMICA Eletrodinâmica Corrente elétrica Resistores Leis de Ohm Associação de resistores Geradores

48. RECEPTORES Receptores elétricos : Ou motores são elementos de circuito que convertem energia elétrica em qualquer outro tipo de energia . Um ventilador, geladeira, batedeira etc.,são exemplos de receptores.

49. RECEPTORES Força contra eletromotriz ou f.c.e.m . (  ’ ) Força contra eletromotriz é a energia necessária para fazer um motor funcionar , ou seja, é a energia que é dada a cada carga para que ela converta energia elétrica em qualquer outro tipo de energia , com exceção da térmica .

50. RECEPTORES Motor comum Motor de ventilador

51. RECEPTORES Equação do receptor

52. RECEPTORES Curva característica do receptor

53. Exercícios O gráfico representa as curvas características para um gerador e para um motor elétrico. Qual é a fcem e a resistência interna do receptor?

54. Exercícios O gráfico representa as curvas características para um gerador e para um motor elétrico . Qual é a fcem e a resistência interna do receptor ?

55. Exercícios Pelo gráfico vemos que  ’=10 V Para determinar a resistência interna do receptor, basta substituirmos os valores do gráfico e aplicarmos a primeira lei de Ohm .

56. POTÊNCIA ELÉTRICA NO RECEPTOR Os portadores de carga ao passarem pelo receptor dissipam energia elétrica no seu interior e nos pólos é transformada em energia mecânica . Potência gerada nos pólos P r =  ’.i Potência dissipada P d = r’.i 2 Potência fornecida P f = U.i Rendimento elétrico η = P f / P r = U /  ’ P g = P d + P f

57. Exercícios A figura esquematiza o circuito elétrico de uma enceradeira em funcionamento. A potência elétrica dissipada por ela é de 20 W e sua fcem é de 110 V. Assim, sua resistência interna é de: a) 5 Ω b) 55 Ω c) 2,0 Ω d) 115 Ω e) – 5,0 Ω

58. Exercícios A figura esquematiza o circuito elétrico de uma enceradeira em funcionamento . A potência elétrica dissipada por ela é de 20 W e sua fcem é de 110 V . Assim, sua resistência interna é de: a) 5 Ω b) 55 Ω c) 2,0 Ω d) 115 Ω e) – 5,0 Ω

59. Exercícios usando P f = P d + P r Substituindo em P d = r’.i 2

60. ELETRODINÂMICA Eletrodinâmica Corrente elétrica Resistores Leis de Ohm Associação de resistores Geradores Receptores

61. CAPACITORES Capacitor é um dispositivo de circuito elétrico que tem como função armazenar cargas elétricas e tambémenergia eletrostática , ou elétrica. Capacitor símbolo do capacitor

62. CAPACITORES Capacitância É denominada capacitância C a propriedade que os capacitores têm de armazenar cargas elétricas na forma de campo eletrostático, e ela é medida através do quociente entre a quantidade de carga ( Q ) e a diferença de potencial ( U ) existente entre as placas do capacitor , matematicamente fica da seguinte forma:

63. CAPACITORES Onde: C  Capacitância [F] (Farad) Q  Carga entre os terminais [C] (Coulomb) U  diferença de potencial [V] (volt)

64. ASSOCIAÇÃO DE CAPACITORES Capacitores em Série Nesse tipo de associação, os capacitores são ligados da seguinte forma: a armadura positiva de um capacitor é ligada com a armadura negativa do outro capacitor e assim sucessivamente. Para determinar a capacitância equivalente de uma associação de dois ou mais capacitores utilizamos a seguinte relação matemática:

65. CAPACITORES EM PARALELO Capacitores em paralelo Nesse tipo de associação, os capacitores são ligados da seguinte forma: a armadura positiva de um capacitor é ligada com a armadura positiva do outro capacitor e assim sucessivamente. Para determinar a capacitância equivalente de uma associação de dois ou mais capacitores utilizamos a seguinte relação matemática:

66. Exercícios Calcule a quantidade de carga armazenada em cada capacitor num circuito série com 3 capacitores com seguintes valores de capacitância 2  F, 4  F e 6  F, quando estão conectados a uma bateria de d.d.p. 12 V.

67. Exercícios Calcule a quantidade de carga armazenada em cada capacitor num circuito série com 3 capacitores com seguintes valores de capacitância 2  F, 4  F e 6  F , quando estão conectados a uma bateria de d.d.p.12 V .

68. Exercícios Cálculo da capacitância equivalente

69. Exercícios Cálculo das cargas nos capacitores Pelo principio da conservação das cargas , cada placa do capacitor irá induzir uma carga de sinal contrário e mesmo módulo na outra placa mais próxima , tendo no fim todos capacitores a mesma carga .

70. ELETRODINÂMICA Eletrodinâmica Corrente elétrica Resistores Leis de Ohm Associação de resistores Geradores Receptores Capacitores Associação de capacitores