Aqui está um conteúdo sobre matemática

1. Tensão, Corrente e Resistência Elétrica
Professora: Carla Jardim
Disciplina: Física
Série: 3º ano

2. TENSÃO, CORRENTE E RESISTÊNCIA
ELÉTRICA
De onde provém o calor fornecido por aparelhos
como ferro elétrico, torradeira, aquecedor e
secador de cabelos?
Os aparelhos que fornecem calor possuem
condutores que se aquecem durante a
passagem de corrente elétrica (efeito Joule).

3. Conteúdos
• Definição da corrente elétrica;
• Definição da resistência elétrica;
• Analogia entre eletricidade e hidráulica;
• Exemplos de cálculos envolvendo resistência
elétrica;
• Exercícios para fixação.

4. Em um condutor qualquer, os elétrons livres executam
movimentos aleatórios (desordenados), estimulados pela energia da
temperatura ambiente.
Se uma diferença de potencial (tensão) for aplicada entre os
extremos do condutor, esse movimento das cargas passará a ser
ordenado em um determinado sentido.
Referencia da imagem utilizada: https://www.mundodaeletrica.com.br/principais-caracteristicas-da-corrente-eletrica/
Corrente elétrica

5. Ela é simbolizada pela letra i e sua unidade de medida é o ampere
(A). O instrumento que mede a intensidade de corrente elétrica é o
amperímetro e pode ser simbolizado da seguinte maneira:
Alicate
amperímetro Multímetro Simbologia
Corrente Elétrica
A corrente elétrica é o fluxo ordenado de cargas elétricas
em um condutor.

6. INTENSIDADE DA CORRENTE ELÉTRICA ( i )
É dada pela razão entre quantidade Q de carga elétrica
transportada que atravessa uma seção transversal reta do
condutor e intervalo de tempo ∆t dessa travessia.

7. Tipos de corrente elétrica
Contínua - é a que não tem variação ao longo do tempo, se
mantendo praticamente constante. Passa através de um
condutor ou de um circuito somente num sentido.
Alternada – Quando o movimento das cargas que compõem a
corrente, é variável, ou seja ela varia no decorrer do tempo.
Exemplo, pilha acendendo uma lâmpada, as baterias, como
também disponibilizada através de placas fotovoltaicas que
captam a energia radiante do sol e liberam em corrente CC.
Um exemplo, é a corrente que chega nas tomadas de nossas residências. No Brasil, a
maioria das fontes de corrente alternada varia com a frequência 60 Hz, ou seja, a cada
segundo ocorre 60 ciclos completos de variação da intensidade de corrente com inversão
de sentido.

8. A tensão elétrica é a força responsável pela orientação do
fluxo ordenado dos elétrons (corrente elétrica) em um condutor
quando tivermos um circuito fechado. Por exemplo, uma
lanterna:
Circuito de uma lanterna.
Tensão Elétrica

9. Resistência Elétrica
Ela mede a dificuldade que os átomos
oferecem à passagem da corrente
elétrica.

10. São exemplos de resistores:
Lâmpada incandescente
(filamento de tungstênio).
Chuveiro elétrico (níquel-cromo
em forma de espiral).
Ferro elétrico.

11. ■ Por melhor que um condutor seja, ele não apresenta um caminho
perfeito para a corrente elétrica.
■ Os elétrons estão sempre se chocando com a estrutura atômica do
condutor.
■ Essa restrição ao movimento dos elétrons é chamada de resistência
elétrica, ou seja, resistência elétrica é a oposição oferecida por um condutor
à passagem da corrente elétrica.
■ A resistência é simbolizada pela letra R e sua unidade de medida é o
ohm (Ω). Sua simbologia pode
■ ser:
Observação: Utilizaremos essa primeira simbologia.
Resistência Elétrica

12. Exemplos de resistores:

14. TENSÃO, CORRENTE E RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Analogia entre Eletricidade e Hidráulica

15. 1ª Lei de Ohm
A 1ª Lei de Ohm, assim designada em
homenagem ao seu formulador, o físico
alemão Georg Simon Ohm (Ω),
Afirma que:
Para um condutor mantido à temperatura
constante, a razão entre a tensão entre
dois pontos e a corrente elétrica é
constante.
Essa constante é denominada de
resistência.

16. V = 110 Vots

17. Representação gráfica de resistores

18. A resistência elétrica depende do material, do comprimento e da
espessura do condutor:
𝑅 =
𝜌 ∙ 𝑙
𝐴
Onde:
R: resistência elétrica do condutor, em ohm (Ω);
ρ: resistividade elétrica do condutor, em Ω · m;
l: comprimento do condutor, em metros (m);
A: área da seção transversal do condutor, em m2.
Os três parâmetros de um condutor são ilustrados na Figura a seguir:
Esse símbolo ρ é a 17ª letra
do alfabeto grego (rô) e é muito
semelhante nossa letra p
minúscula.
A
Resistência Elétrica e a 2º lei de Ohm

20. Pela equação percebe-se que:
• Quanto maior o comprimento do condutor, maior é a sua resistência;
• Quanto maior a área da seção transversal, menor é a resistência;
• Quanto maior a resistividade, maior será a resistência. E isso
dependerá do material.
Resistividade elétrica de alguns materiais.
Resistência Elétrica
Experimente variar os parâmetros de um condutor
na simulação Resistência em um Fio e ver o que
acontece com a resistência elétrica:
http://phet.colorado.edu/sims/html/resistance-in-
a-wire/latest/resistance-in-a-wire_pt_BR.html

21. Exemplo de aplicação de resistências de nicromo:
Click aqui e veja a animação do chuveiro em:
https://conteudo.imguol.com.br/c/geral/gif-animated/a3/2019/07/30/tecnologia-por-tras---chuveiro-1564524068122_g2_750x750.webm
Resistência Elétrica

22. TENSÃO, CORRENTE E RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Resistência Elétrica
Exemplo de cálculo 1:
Determine a resistência de um condutor de cobre com 30 m de comprimento e 0,5 mm2 de
área de seção transversal.
o que se quer descobrir
R= ? Ω
resistividade do material no caso cobre conforme tabela
ρ= 17,7x10−9 Ω·m
Comprimento do condutor
l = 30 m
Área de seção transversal
(foi dado em mm2 e precisa ser convertido para m2)
A= 0,5 mm2 = 0,5x10−6 m2

23. apresentar uma
resistência de 10 Ω.
Exemplo de cálculo 2:
Determine o comprimento necessário para um fio de nicromo de seção de 1mm2
o que se quer descobrir
l = ? m
resistividade do material no caso cobre conformetabela
ρ= 1100x10−9 Ω·m
Resistência do condutor
R= 10 Ω
Área de seção transversal
(foi dado em mm2 e precisa ser convertido para m2)
A= 1 mm2 = 1x10−6 m2
Resistência Elétrica

24. Reostato
O reostato é um dispositivo que
apresenta resistência variável.
Os reostatos podem ser usados para:
■ ajustar as características de geradores
elétricos;
■ reduzir a intensidade de iluminação;
■ controlar a velocidade de motores
elétricos.

25. Tipos de reostatos

26. Tabela de Resistores - Leitura de Resistores 4, 5 e 6 Bandas -
Faixa - Cores

27. 1KΩ x20 5%

28. Composição do circuito elétrico
Todo o circuito elétrico é constituído pelos seguintes componentes:
– Fonte de Alimentação ou gerador ( Eletrodinâmicos ou rotativos =>
Dínamos: produzem corrente contínua; Alternadores:Produzem
corrente alternada. Eletroquímicos => só produzem corrente contínua);
– Condutores e isoladores elétricos;
– Aparelhos de proteção, comando e corte;
– Aparelhos de medida e contagem;
– Aparelho de regulação;
– Cargas.
Fonte Corrente Alternada
Fonte Corrente Continua

29. CONDUTORES E ISOLADORES
■ CONDUTOR: É todo o material que oferece reduzida resistência à
passagem da corrente elétrica. Exemplos: pratas, ouro e cobre.
■ ISOLADOR: É todo o material que oferece grande resistência à
passagem da corrente elétrica. Exemplos: plástico, papel, madeira e
verniz.
■ O isolamento é conseguido através do revestimento do condutor.

30. APARELHOS DE PROTEÇÃO
■ Têm por função proteger o circuito elétrico e as pessoas contra
qualquer defeito. Consideram-se defeitos no circuito tudo o que
provoca alterações na circulação da corrente elétrica ou que a
influencia negativamente. Os defeitos mais usuais que podemos
encontrar numa instalação elétrica são:
Curto-circuito – Contato acidental entre o condutor positivo e
negativo (corrente contínua) ou entre a fase e o neutro (corrente
alternada): efeito altamente prejudicial.
Sobrecargas – Aumento da intensidade da corrente numa carga ou
numa instalação.
Fugas de corrente – Porção de corrente que sai fora do circuito,
devido a deficiências de isolamento (choque elétrico).

31. Fusíveis
São dispositivos cuja finalidade é assegurar
proteção aos circuitos elétricos. Sendo
constituídos essencialmente de condutores de
baixo ponto de fusão, como chumbo e estanho,
que, ao serem atravessados por corrente elétrica
de intensidade maior do que um determinado
valor, se fundem.

32. APARELHOS DE PROTEÇÃO
 Exemplos de dispositivos de proteção: fusíveis, disjuntores
e conjunto de relés - térmicos.
Disjuntor Relé - térmico
Fusível

33. APARELHOS DE COMANDO E CORTE
A sua função é controlar o circuito elétrico, permitindo maior
rentabilidade e eficácia da corrente elétrica, tal como:
■ Ligar e desligar circuitos;
■ Comandar a ligação de vários receptores;
■ Comando circuitos em diferente localização.
Exemplo de equipamentos comuns disponíveis no mercado: interruptor,
comutador de escada, comutador de lustre e regulador de intensidade
luminosa.

34. Você sabe como?
Ligar uma lâmpada de tensão 110V em
uma rede de 220V sem que ela queime?

35. APARELHOS DE MEDIDA
■ Medem e controlam a variação das grandezas elétricas.
– Amperímetro – Intensidade da corrente;
– Voltímetro – Tensão elétrica;
– Wattímetro – Potência elétrica;
– Ohmímetro – Resistência elétrica;
– Multímetro – Todas as funções anteriores reunidas num único
aparelho.

36. APARELHOS RECEPTORES (CARGAS) COMUNS
Para que se verifique a existência de corrente elétrica ou, se preferirmos, consumo
de energia elétrica, é preciso que a instalação disponha de equipamentos
receptores, isto é, que “peçam” fornecimento de energia à rede. Os receptores
comuns a uma instalação elétrica típica são os seguintes:
■ Iluminação – Lâmpadas de incandescência (ou de filamento/resistência
elétrica), lâmpadas fluorescentes, lâmpadas de halogênio. Transformam
energia elétrica em energia luminosa.
■ Aquecimento – Irradiadores, ferros de engomar, fogões elétricos, torradeiras.
Transformam energia elétrica em energia calorífera;
■ Força – motriz – Máquinas de lavar (roupa e louça), aspiradores, ventiladores,
batedeiras. Transformam energia elétrica em energia mecânica.
■ Sinalização – Campainha, buzinas. Transformam energia elétrica em energia
sonora.
■ Eletroquímicos – Pilhas e acumuladores. Durante a carga transformam energia
elétrica em energia química e durante a descarga transformam energia
química em energia elétrica.

37. EFEITOS A CORRENTE ELÉTRICA
Quanto há circulação de corrente, um ou mais efeitos fazem-se sentir no
circuito, tais como os seguintes:
■ Calorífero (térmico) – Produzido devido ao choque entre os elétrons em
movimento e os átomos do material condutor. Quanto mais fino for o
condutor, maior é o número de choques e maior o aquecimento.
■ Luminoso – Emite radiações luminosas a partir do choque entre os
elétrons e os átomos do filamento das lâmpadas;
■ Magnético – Consiste em provocar alterações de orientação em material
magnético.
■ Químico – Decomposição da água em hidrogênio e oxigênio.