Aula sobre eletrodinâmica

1. Corrente Elétrica e Lei
de Ohm
ELETRODINÂMICA

2. Introdução à Eletrodinâmica
A eletricidade é dividida em 3 tópicos:
1. Eletrostática
2. Eletrodinâmica
3. Eletromagnetismo
A eletroestática é o estudo das cargas em
repouso, já a ELETRODINÂMICA é o
estudo das cargas em movimento.

3. Condutores e Isolantes
Condutores e isolantes são materiais elétricos que se comportam de maneiras opostas no que respeita à passagem de
corrente elétrica.
Enquanto os condutores permitem a movimentação dos elétrons, os isolantes dificultam essa movimentação, ou seja, a
passagem da eletricidade.
Nos materiais condutores, as cargas elétricas se
movimentam com mais liberdade em função dos elétrons
livres presentes na sua camada de valência.
A ligação dos elétrons livres com o núcleo atômico é
bastante fraca. Assim, esses elétrons têm tendência para
serem doados, movimentam-se e espalham-se facilitando
a passagem da eletricidade.
São exemplos de condutores elétricos os metais em geral,
tais como cobre, ferro, ouro e prata.
CONDUTORES
Nos materiais isolantes, também chamados de dielétricos,
verifica-se a ausência ou pouca presença de elétrons
livres.
Isso faz com que os elétrons dos isolantes estejam
fortemente ligados ao núcleo, o que inibe a sua
movimentação.
São exemplos de isolante elétricos: borracha, isopor, lã,
madeira, plástico e papel, vácuo, vidro.
ISOLANTES
https://www.todamateria.com.br/condutores-e-isolantes/

4. Corrente Elétrica
Corrente Elétrica é um fluxo ordenado de elétrons, ou seja, a corrente elétrica acontece quando os elétrons
estão se movimentando ordenadamente em uma direção num material condutor.
O sentido convencional da corrente elétrica (por
razões históricas) é definido como sendo o
contrário ao movimento dos elétrons.
https://www.mundodaeletrica.com.br/principais-caracteristicas-da-corrente-eletrica/
https://vocenaeletrica.com/o-que-e-corrente-eletrica/

5. Intensidade da corrente elétrica média
𝒊𝒎 =
∆𝑸
∆𝒕
𝒊𝒎 é 𝒂 𝒄𝒐𝒓𝒓𝒆𝒏𝒕𝒆 𝒆𝒍é𝒕𝒓𝒊𝒄𝒂
∆𝑸 é 𝒂 𝒄𝒂𝒓𝒈𝒂
∆𝒕 é o tempo 𝒊 =
𝑪
𝒔
= 𝑨 (𝑨𝒎𝒑è𝒓𝒆)
Unidade de Corrente Elétrica:

6. Gráfico da corrente elétrica
Em um gráfico da corrente elétrica pelo tempo, a área abaixo do
gráfico é numericamente igual à carga elétrica.

7. Exemplo - corrente elétrica
Por um fio condutor metálico passam 2,0.1020 elétrons durante 4s. Calcule a intensidade de corrente
elétrica que atravessa esse condutor metálico.
(Dada a carga elementar do elétron e = 1,6.10-19 C).

8. Tensão ou DDP
Já estudamos sobre Potencial Elétrico.
A Tensão ou DDP (diferença de potencial) nada mais é que a diferença do potencial elétrico entre 2 pontos
distintos. Vamos definir essa diferença (por exemplo entre os pontos A e B) como:
𝑼 = 𝑽𝑨 − 𝑽𝑩
Lembrando do Trabalho de uma Força Elétrica:
𝝉 = 𝒒(𝑽𝑨 − 𝑽𝑩)
𝝉 = 𝒒𝑼
Assim podemos definir a Tensão ou DDP como:
𝑼 =
𝝉
𝒒
A unidade é o V (volt)

9. Tensão ou DDP
Aonde achamos a tensão ou ddp em nosso cotidiano???
U=9 V U=1,5 V U=12 V

10. Potência Elétrica
Energia é uma grandeza física muito importante e é vastamente estudada.
A Potência nada mais é que a Energia por unidade de Tempo. No caso de Potência Elétrica, é a Energia
Elétrica dividida pelo Tempo.
𝑷 =
∆𝑬
∆𝒕
𝑷 =
𝑱
𝒔
= 𝑾 (𝑾𝒂𝒕𝒕)
Unidade de Potência Elétrica:
𝑷 = 𝑼 ∙ 𝒊

11. Potência Elétrica
𝑷 =
∆𝑬
∆𝒕
𝑷 = 𝑼 ∙ 𝒊
Multiplica o numerador e o denominador por ∆𝑞
𝑷 =
∆𝑬
∆𝒕
∙
∆𝒒
∆𝒒
inverter
𝑷 =
∆𝑬
∆𝒒
∙
∆𝒒
∆𝒕
𝒊
U

12. Exemplo de Potência Elétrica e DDP
(Unesp) Uma lâmpada incandescente (de filamento) apresenta em seu rótulo as seguintes especificações:
60 W e 120V. Determine a corrente elétrica i que deverá circular pela lâmpada, se ela for conectada a uma
fonte de 120V.
P = 60 W
U = 120V
Para encontrar a corrente elétrica com estes dados utilizamos a equação da potência elétrica:
P = U.i
i = P / U
i = 60 / 120
i = 0,5 A

13. Energia Elétrica
A unidade Energia Elétrica no S.I. é o joule, porém é muito utilizado o 𝒌𝑾𝒉 (quilowatt - hora).
∆𝑬 = 𝑷 ∙ ∆𝒕
Como transformar kWh em J e vice-versa:
𝟏 𝒌𝑾𝒉 = 𝟏𝟎𝟎𝟎
𝑱
𝒔
𝟑𝟔𝟎𝟎 𝒔 = 𝟑, 𝟔 ∙ 𝟏𝟎𝟔
𝑱

14. Consumo mensal da Energia Elétrica
𝑶 𝒄𝒖𝒔𝒕𝒐 $ = 𝒄𝒐𝒏𝒔𝒖𝒎𝒐 𝒆𝒎 𝟑𝟎 𝒅𝒊𝒂𝒔 𝒙 𝒐 𝒗𝒂𝒍𝒐𝒓 𝒅𝒐 𝒌𝑾𝒉

15. Exemplo - Consumo mensal da Energia
Elétrica
Qual é o consumo de energia elétrica de um chuveiro convencional de 4500 W que é utilizado 1,5 h (1h e 30
minutos) por dia, durante 30 dias? Se na região o valor do quilowatt-hora custa R$0,70, qual o valor gasto
apenas por esse chuveiro?
Primeiro temos que calcular o valor gasto da energia elétrica
no mês:
𝑬𝒆𝒍 = 𝑷 ∙ ∆𝒕
𝑬𝒆𝒍 = 𝟒, 𝟓 𝒌𝑾 ∙ (𝟏, 𝟓 ∙ 𝟑𝟎)
Multiplicar por 30 dias
para saber mensal
𝑬𝒆𝒍 = 𝟐𝟎𝟐, 𝟓 𝒌𝑾𝒉
O custo mensal será:
𝑶 𝒄𝒖𝒔𝒕𝒐 $ = 𝒄𝒐𝒏𝒔𝒖𝒎𝒐 𝒆𝒎 𝟑𝟎 𝒅𝒊𝒂𝒔 𝒙 𝒐 𝒗𝒂𝒍𝒐𝒓 𝒅𝒐 𝒌𝑾𝒉
𝑶 𝒄𝒖𝒔𝒕𝒐 $ = 𝟐𝟎𝟐, 𝟓 𝒙 𝟎, 𝟕𝟎
𝑶 𝒄𝒖𝒔𝒕𝒐 $ = 𝟏𝟒𝟏, 𝟕𝟓 𝒓𝒆𝒂𝒊𝒔

16. Primeira Lei de Ohm - Resistores
Resistores são dispositivos usados para controlar a passagem de corrente elétrica em circuitos elétricos por
meio do efeito Joule, que converte energia elétrica em energia térmica.

17. Primeira Lei de Ohm - Resistência
É uma propriedade dos resistores que tem como característica a capacidade de resistir à passagem da
corrente elétrica.
https://www.mundodaeletrica.com.br/o-que-e-resistencia-eletrica/

18. Primeira Lei de Ohm - Resistência
https://alunosonline.uol.com.br/fisica/primeira-lei-ohm.html
𝑹 =
𝑼
𝒊
𝐔 = 𝑹 ∙ 𝒊
𝑹 = 𝛀 (𝑶𝒉𝒎)
Unidade de Resistência Elétrica:

19. Primeira Lei de Ohm – Resistor ôhmico
𝑹 =
𝑼
𝒊
𝒄𝒐𝒏𝒔𝒕𝒂𝒏𝒕𝒆

20. Primeira Lei de Ohm – Resistor não ôhmico

21. Exemplo - Primeira Lei de Ohm
Um resistor é ligado na tomada de 220 V e por ele se estabelece uma corrente elétrica de 11 A. Qual o valor
da sua resistência elétrica?
Sendo a tensão elétrica U = 220 V e a intensidade da corrente elétrica que se estabelece pelo resistor = 11
A, obtemos:

22. Potência no resistor
𝑷 = 𝑼 ∙ 𝒊
𝐔 = 𝑹 ∙ 𝒊
𝑷 = 𝑹 ∙ 𝒊²
OU
𝑷 = 𝑼 ∙ 𝒊
𝒊 =
𝑼
𝑹
𝑷 =
𝑼𝟐
𝑹

23. Segunda Lei de Ohm
𝑹 = 𝝆
𝑳
𝑨
𝑹 é 𝒂 𝒓𝒆𝒔𝒊𝒔𝒕ê𝒏𝒄𝒊𝒂
𝝆 é 𝒂 𝒓𝒆𝒔𝒊𝒔𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆
𝑳 é 𝒐 𝒄𝒐𝒎𝒑𝒓𝒊𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐
𝑨 é 𝒂 á𝒓𝒆𝒂

24. Exemplo - Segunda Lei de Ohm
Um fio de cobre de comprimento 2,0 m apresenta área de secção transversal 2,0 · 10–6 m2. Sendo
a resistividade elétrica do cobre 1,7 · 10–8 Ω · m, calcule a resistência elétrica desse fio.
R = 1,7 ⋅ 10−2 Ω