Relâmpagos

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Relâmpagos

  1. 1. RELÂMPAGOS Estevão Antunes Júnior 219008 Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) Instituto de Física FIS01138 - Física Aplicada I
  2. 2. ARISTÓTELES (Século III a.C.) • Ruído: colisão entre as nuvens • Relâmpago: incêndio exalado pelas nuvens FRANKLIN (Século XVIII) • Natureza elétrica do relâmpago • Experimento da Pipa gerando uma descarga elétrica (1752) Figura 1: Imagem de Aristóteles. Figura 2: Imagem de Franklin.
  3. 3. CAMPO ELÉTRICO • Todo corpo carregado eletricamente gera um campo elétrico proporcional à sua carga • Quando há a interação entre dois corpos de cargas diferentes afastadas por uma distância d, entre eles há um campo elétrico que aponta do positivo para o negativo Figura 3: Representação do campo elétrico
  4. 4. RIGIDEZ DIELÉTRICA • Força que liga os elétrons ao núcleo do átomo • Materiais isolantes tornam-se condutores devido à intensos campos elétricos proporcionando descargas elétricas • O maior valor de campo elétrico aplcado a um corpo isolante sem que ele se torne um condutor é chamado de Rigidez Dielétrica • Exemplos de rigidezes dielétricas: • Ar: 30 kV/cm • Mica: 600 kV/cm • Vidro: de 75 a 300 kV/cm
  5. 5. CARREGAMENTO DAS NÚVENS • O ar quente sobe na nuvem por ser menos denso • A temperatura é muito menor nas camadas superiores (-30ºC) • O vapor de água carregado junto ao ar quente vira granizo e cai • Na queda, este granizo se choca com as demais partículas e carrega negativamente, enquanto as demais partículas carregam positivamente.
  6. 6. •As cargas negativas se encontram na parte inferior e as cargas positivas na parte superior, gerando uma polarização da nuvem • Isso ocasiona a polarização do solo por indução e gera um campo elétrico na região entre a nuvem e o solo CARREGAMENTO DAS NÚVENS Figura 4: Representação do carregamento das nuvens e a indução elétrica do solo.
  7. 7. DESCARGA ELÉTRICA • Quando o campo elétrico gerado nesta situação é tão grande a ponto de romper a rigidez dielétrica, o ar se torna condutor proporcionando a descarga elétrica RELÂMPAGO De 20 a 90 kA Figura 5: Representação da descarga elétrica das nuvens para o solo.
  8. 8. TIPOS DE RELÂMPAGOS • Da nuvem para o solo • Da nuvem para a atmosfera • De nuvem para nuvem (e intra-nuvem) • Do solo para a nuvem Figura 6: Representação dos tipos de relâmpagos.
  9. 9. TIPOS DE RELÂMPAGOS Figura 7: Relâmpagos no sentido nuvem-solo.
  10. 10. TIPOS DE RELÂMPAGOS Figura 8: Relâmpagos no sentido nuvem-atmosfera.
  11. 11. TIPOS DE RELÂMPAGOS Figura 9: Relâmpagos no sentido solo-nuvem.
  12. 12. RAIOS POSITIVOS E NEGATIVOS • Diferenciam-se devido à região da nuvem se onde sai o raio • Se for da parte superior – Positiva • Se for da parte inferior – Negativa Brasil é o lugar do mundo onde mais cai raios. Uma peculiaridade é que grande parte destes raios são positivos, são mais nocivos.
  13. 13. MEDIDA DE SEGURANÇA: PARA-RAIOS • É colocado no topo de onde se quer proteger • Está ligado ao terra • Tem a função de ser eletrizado por indução pela nuvem e receber a descarga elétrica mandando ela diretamente ao solo. • Raio de Proteção: R = 2,5 H Figura 10: Representação do para-raios.
  14. 14. CURIOSIDADE • Por que enxergamos o relâmpago antes de ouvir a trovoada? A velocidade da luz é muito maior que a velocidade do som. Vluz é aproximadamente 880 mil vezes maior que Vsom Exemplo: se o raio cai a uma distância de 1 km de onde você está, a luz demora 0,000003 segundos e o som demora 2,9 segundos para chegar em você.
  15. 15. RESUMINDO Vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=UZPBcSreva4.
  16. 16. REFERÊNCIAS • Rigidezes dielétricas de alguns materiais. Disponível em http://pt.wikipedia.org/wiki/Rigidez_diel%C3%A9trica. Acesso em 16/03/2014. • Brasil: o país dos 100 milhões de raios. Disponível em: http://super.abril.com.br/cotidiano/brasil-pais-100-milhoes-raios- 441018.shtml. Acesso em 22/03/2014. • Origem histórica dos Relâmpagos. Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Rel%C3%A2mpago. Acesso em 19/03/2014. • SANTOS, E.S.. A Física dos Relâmpagos e dos Raios. Brasilia. 2007. • Funcionamento dos Para-raios. Disponível em http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/carga/raio_relampago/. Acesso em 22/03/2014.
  17. 17. REFERÊNCIAS DAS IMAGENS • Figura da capa A: Disponível em: http://colorir.estaticos.net/desenhos/color/201101/a2247e14f75d76e07158b75 8722ea0ba.png. Acesso em 19/03/2014. • Figura da capa B: Disponível em: http://rlv.zcache.com.br/nuvem_preta_dos_desenhos_animados_com_relampa go_cartao_postal- ra7580163f062459a98249b4070c9b046_vgbaq_8byvr_512.jpg. Acesso em 19/03/2014. • Figura 1: Disponível em: http://www.brasilescola.com/upload/conteudo/images/65f871b027e7d994218 14e262b5a30d6.jpg. Acesso em 19/03/2014. • Figura 2: Disponível em: http://www.culturamix.com/cultura/curiosidades/como-benjamin-franklin- descobriu-a-eletricidade. Acesso em 19/03/2014.
  18. 18. REFERÊNCIAS DAS IMAGENS • Figura 3: Disponível em: http://upload.wikimedia.org/wikibooks/pt/0/0e/Linhas_2.png. Acesso em 19/03/2014. • Figura 5: Disponível em: http://hyperphysics.phy- astr.gsu.edu/hbase/electric/lightning.html. Acesso em 19/03/2014. • Figura 6: Disponível em: http://1.bp.blogspot.com/- rf9owey2KdE/Tz65Jq47nsI/AAAAAAAAASU/tFEp7X8WejM/s640/Sem+t %C3%ADtulo.png. Acesso em 19/03/2014. • Figuras 7, 8 e 9: Disponíveis em: http://www.ucb.br/sites/100/118/TCC/1%C2%BA2007/AFISICADOSRELA MPAGOSEDOSRAIOS.pdf. Acesso em 19/03/2014. • Figura 10: Disponível em: http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/carga/raio_relampago/. Acesso em 22/03/2014.

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