Física - Eletrodinâmica
Teoria e exercícios
Índice
•   Lei de Ohm
•   Associação de Resistores
•   Potência e Energia
•   Efeito Joule
•   Circuitos Elétricos
•   Exercícios
Eletrodinâmica                        Os elétrons se deslocam procurando o
                                            maior potencial elétrico.
      Potencial Elétrico Va          Potencial Elétrico Vb


       Elétrons



                                      A corrente elétrica, por convenção, tem
 0V     e                     100V        sentido oposto ao dos elétrons.
                                                        I
                                           0V                   100V
-100V e                   0V                            I
                                       -100V                    0V
-50V e                    -50V                          I
                                        -50V                    50V
Corrente Elétrica
          I
                      Intensidade de corrente elétrica I
                              Carga elétrica Q
      Q
          Q                             Q
      Q                           I
                                          t
                          SI: [I]=A ; [Q]=C ; [t]=s .
          I
                             Carga elementar: e
              e           Carga de cada elétron: -e
                  e       Carga de cada próton: +e
              e             e=1,6.10-19 coulombs
Lei de Ohm
      A resistência de um                             R=40Ω
 componente é a dificuldade
de conduzir corrente elétrica
                                R=10Ω                      R=1 MΩ
              R                                            =106 MΩ


              I                          Resistência R
  Va                      Vb        Diferença de potencial U
                                Intensidade de corrente elétrica I
                                                 U
                                           R
                                                  I
         U                                  U      R .I
       U=Va-Vb                     SI: [R]=Ω ; [U]=V ; [I]=A .
Resistência elétrica
                                    Resistência R
  Resistência R              Resistividade do material ρ
                             Área da seção transversal A
                    Área
  Resistividade ρ
                     A
                                            .L
                                   R
                                           A

    Comprimento            SI: [R]=Ω ; [ρ ]= Ω /m ; [L]=m;
        L                              [A]=m2 .
Circuitos elétricos
  Resistências

  R




 Diferenças de potencial

   U

  + -
Circuitos elétricos
               R           Energia
                           Elétrica

    I                                                   Energia
                                                        térmica

                          A Energia elétrica pode ser
U       R .I       U       transformada em outras
                              formas de energia.




                                                             Energia
                Energia                                      mecânica
               luminosa
Potência Elétrica

     P= 100 W                Potência é a rapidez com que
                             se gasta ou se produz Energia.

          P=2400 W
                                        Potência P
                                        Energia E
                                     Tempo decorrido ∆t
                                       E
                                 P              E     P. t
          Usina de Itaipu:               t
            92 245 GWh
          gerados em 2011.
                                  SI: [P]=W ; [E ]=J ; [t]=s.
           Qual a potência    Concessionária de energia elétrica:
          média nesse ano?       [E]=kWh ; [P ]=kW ; [t]=h.
            R.: 10,7 GW
Potência Elétrica
                            P
                R
         Va             Vb          A Potência pode ser calculada por
                 I                    variáveis elétricas do circuito:
                U
              =Va-Vb


Potência P                      P     U .I       Mas como U=RI,
Diferença de potencial U                     2
Intensidade de corrente I       P    R .I         SI: [P]=W=watts;
Resistência R                            2
                                                     [U]=V=volts ;
                                     U                [I]=A=amperes;
                                P                     [R]=Ω=ohms;
                                       R
Consumo de energia




                                     62377
                                      kWh


                              Energia Elétrica consumida
 Energia Elétrica consumida
                                    1kWh=R$0,42
Associação de resistores
              Associação
               em série

                           R equivalente




            Associação
                                    V
               em
             paralelo
Resistores em série
                            R equivalente


                                                            V    R eq           .I
                                                                        série




     V1    R1 . I                               V

     V2    R 2 .I        R eq                  R1      R2       R3       ...
                                série
     V3    R 3 .I
                            N resistores iguais em série:
 V    V1   V2       V3
                                        R eq            N .R
                                               série
Resistores em paralelo
                                              R equivalente


                                                                            V    R eq           .I
                                                                                        série




                                                                   V
     V       V1    V2    V3
                                                         1
  R1 . I 1    R 2 .I 2   R 3 .I 3                                                               ...
                                                  R eq                 R1   R2   R3
                                                         paral .
       I     I1    I2    I3


                    Para 2      R eq
                                       R1 . R 2              N resistores iguais                 R
                                                                                 R eq
                    resistores:        R1   R2               em paralelo:                       N
UERJ 2º E.Q. 2012
UERJ 1º E.Q. 2012
UERJ 2º E.Q. 2011
UERJ 1º E.Q. 2011
UERJ 2º E.Q. 2010
UERJ 2º E.Q. 2010
UERJ 1º E.Q. 2010
UERJ 2º E.Q. 2009
UERJ 1º E.Q. 2009
UERJ 1º E.Q. 2009
UERJ 2º E.Q. 2008
UERJ 2º E.Q. 2008
Gabarito
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Física eletrodinâmica

  • 1.
  • 2.
    Índice • Lei de Ohm • Associação de Resistores • Potência e Energia • Efeito Joule • Circuitos Elétricos • Exercícios
  • 3.
    Eletrodinâmica Os elétrons se deslocam procurando o maior potencial elétrico. Potencial Elétrico Va Potencial Elétrico Vb Elétrons A corrente elétrica, por convenção, tem 0V e 100V sentido oposto ao dos elétrons. I 0V 100V -100V e 0V I -100V 0V -50V e -50V I -50V 50V
  • 4.
    Corrente Elétrica I Intensidade de corrente elétrica I Carga elétrica Q Q Q Q Q I t SI: [I]=A ; [Q]=C ; [t]=s . I Carga elementar: e e Carga de cada elétron: -e e Carga de cada próton: +e e e=1,6.10-19 coulombs
  • 5.
    Lei de Ohm A resistência de um R=40Ω componente é a dificuldade de conduzir corrente elétrica R=10Ω R=1 MΩ R =106 MΩ I Resistência R Va Vb Diferença de potencial U Intensidade de corrente elétrica I U R I U U R .I U=Va-Vb SI: [R]=Ω ; [U]=V ; [I]=A .
  • 6.
    Resistência elétrica Resistência R Resistência R Resistividade do material ρ Área da seção transversal A Área Resistividade ρ A .L R A Comprimento SI: [R]=Ω ; [ρ ]= Ω /m ; [L]=m; L [A]=m2 .
  • 7.
    Circuitos elétricos Resistências R Diferenças de potencial U + -
  • 8.
    Circuitos elétricos R Energia Elétrica I Energia térmica A Energia elétrica pode ser U R .I U transformada em outras formas de energia. Energia Energia mecânica luminosa
  • 9.
    Potência Elétrica P= 100 W Potência é a rapidez com que se gasta ou se produz Energia. P=2400 W Potência P Energia E Tempo decorrido ∆t E P E P. t Usina de Itaipu: t 92 245 GWh gerados em 2011. SI: [P]=W ; [E ]=J ; [t]=s. Qual a potência Concessionária de energia elétrica: média nesse ano? [E]=kWh ; [P ]=kW ; [t]=h. R.: 10,7 GW
  • 10.
    Potência Elétrica P R Va Vb A Potência pode ser calculada por I variáveis elétricas do circuito: U =Va-Vb Potência P P U .I Mas como U=RI, Diferença de potencial U 2 Intensidade de corrente I P R .I SI: [P]=W=watts; Resistência R 2 [U]=V=volts ; U [I]=A=amperes; P [R]=Ω=ohms; R
  • 11.
    Consumo de energia 62377 kWh Energia Elétrica consumida Energia Elétrica consumida 1kWh=R$0,42
  • 12.
    Associação de resistores Associação em série R equivalente Associação V em paralelo
  • 13.
    Resistores em série R equivalente V R eq .I série V1 R1 . I V V2 R 2 .I R eq R1 R2 R3 ... série V3 R 3 .I N resistores iguais em série: V V1 V2 V3 R eq N .R série
  • 14.
    Resistores em paralelo R equivalente V R eq .I série V V V1 V2 V3 1 R1 . I 1 R 2 .I 2 R 3 .I 3 ... R eq R1 R2 R3 paral . I I1 I2 I3 Para 2 R eq R1 . R 2 N resistores iguais R R eq resistores: R1 R2 em paralelo: N
  • 15.
  • 16.
  • 17.
  • 18.
  • 19.
  • 20.
  • 21.
  • 22.
  • 23.
  • 24.
  • 25.
  • 26.
  • 27.