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Me. Betine Rost
Descargas atmosféricas
  A descarga inicia quando o campo elétrico produzido
   pela tempestade excede a capacidade isolante do ar
   (rigidez dielétrica) em um dado local na atmosfera,
   que pode ser dentro da nuvem ou próximo ao solo.
  Quebrada essa rigidez dielétrica, tem inicio a
   movimentação de elétrons entre as regiões que
   apresentam diferentes potenciais elétricos.
  Pode ocorrer de nuvem pro solo, do solo pra nuvem,
   entre as nuvens ou entre nuvem e um ponto qualquer
   da atmosfera.

10/3/2013 08:14:11   Me. Betine Rost                     2
 Entre nuvens são as mais frequentes, devido a capacidade
   isolante do ar diminuir com a altura e em função da
   diminuição da densidade do ar.
  Entre nuvem e solo pode ocorrer a transferência de carga da
   nuvem pro solo:
        Raio negativo: 90% (os elétrons da nuvem vão para o solo)
        Raio positivo: 10% (os elétrons do solo vão para a nuvem)
        Corrente máxima:              ampéres
        Aquecimento:          °C
        Deslocamento do ar – gerando o trovão
  A criação de ozônio, que reveste o planeta é criado pelos
     raios.


10/3/2013 08:14:11   Me. Betine Rost                                 3
Diferença de Potencial
  Para se obter um campo elétrico é necessário
   estabelecer uma voltagem ou diferença de potencial
   (pilhas, baterias).
  Um corpo em queda livre de uma altura h transforma a
   energia potencial gravitacional em energia cinética
   durante o percurso de queda ate o chão.
  Uma corpo carregado abandonado em um ponto entre
   duas placas paralelas carregadas, desenvolve um
   movimento uniforme acelerado pela ação do campo
   elétrico constante, gerando uma força elétrica
   constante.

10/3/2013 08:14:11   Me. Betine Rost                      4
Diferença de Potencial
  A diferença de potencial entre dois pontos é definida
     pela razão entre o trabalho realizado e o valor da carga.




  Unidade: J/C


10/3/2013 08:14:11   Me. Betine Rost                             5
Cálculo da Voltagem num CEU




10/3/2013 08:14:11   Me. Betine Rost   6
Exemplo
  A figura a seguir mostra duas placas condutoras,
     planas, paralelas, distantes 0,10m uma da outra e
     ligadas aos polos de uma bateria de 12V e a uma chave
     S.




10/3/2013 08:14:11   Me. Betine Rost                         7
a) Como se da o processo de
carregamento das placas a partir do
instante em que a chave S é fechada.
  A bateria estabelece uma DDP que gera campo elétrico.




  O processo vai ficando cada vez mais lento, a transferência cessa
     quando a tensão entre as placas atinge 12 V, ou seja, equilíbrio
     eletrostático.

10/3/2013 08:14:11   Me. Betine Rost                                    8
b) Considerando CEU, qual é o módulo
após atingir o equilíbrio eletrostático?




10/3/2013 08:14:11   Me. Betine Rost   9
Voltagem
  Voltagem positiva se trabalho positivo quando o
   deslocamento da carga se da no mesmo sentido do
   campo elétrico.
  Voltagem negativa se trabalho negativo quando o
   deslocamento da carga se da no sentido oposto do
   campo elétrico.
  Uma carga elétrica positiva, quando colocada
   num CE, tende a se mover do maior para o menor
   potencial. Já a carga negativa move-se para os
   pontos de maior potencial.

10/3/2013 08:14:11   Me. Betine Rost              10
Voltagem - Carga Pontual




10/3/2013 08:14:11   Me. Betine Rost   11
Exemplo:

  Na figura, a diferença de potencial entre as placas A e B
   vale               .
 a) Escolhendo a placa B como nível de referência, qual o
     valor do potencial elétrico em A?

 b) Tomando, em seguida, a placa A como nível de
         referência, qual é o valor do potencial em B?

10/3/2013 08:14:11   Me. Betine Rost                       12
Potencial criado por uma Carga
Pontual

  Se a carga for negativa o potencial elétrico também será negativo.
  A medida que a distância aumenta o potencial estabelecido por
   -Q também aumenta.
  O potencial será nulo (V=0) quando a distancia (r) tender para o
   infinito.
  A força elétrica é conservativa, trabalho independe da trajetória
   da carga.
  A voltagem entre dois pontos de um campo elétrico terá valor
   único independe da trajetória seguida pela carga.

10/3/2013 08:14:11   Me. Betine Rost                                    13
Potencial várias Cargas Pontuais
  Calcule o potencial de cada carga:




  Basta somá-las agora.




10/3/2013 08:14:11   Me. Betine Rost    14
Potencial de uma esfera condutora
eletrizada.
  As cargas se distribuem na superfície externa,
   deixando o interior com E=0
  O potencial elétrico dentro da esfera condutora em
   qualquer ponto são iguais.
  O potencial elétrico em qualquer ponto no interior de
   uma esfera condutora em equilíbrio eletrostático tem o
   mesmo valor do potencial elétrico em sua superfície.




10/3/2013 08:14:11   Me. Betine Rost                    15
Superfície Equipotenciais
  É o que ocorre em uma esfera condutora em equilíbrio
   eletrostático, pois o potencial elétrico em qualquer
   ponto é igual.
  Toda superfície esférica centrada na carga será uma
   superfície equipotencial.
  As linhas de força de um campo elétrico são
   perpendiculares, em cada ponto, às superfícies
   equipotenciais.



10/3/2013 08:14:11   Me. Betine Rost                  16
Superfície Equipotencial




10/3/2013 08:14:11   Me. Betine Rost   17
Energia Potencial Elétrica
  Quando temos cargas de sinais contrários temos uma
   força de atração o deslocamento da carga gera energia
   cinética no momento do choque, fazendo com que o
   trabalho realizado seja maior quanto maior for a
   distância r.
  Quando temos força de repulsão, quanto menor o valor
   de r, maior energia potencial armazenada inicialmente
   no sistema.



10/3/2013 08:14:11   Me. Betine Rost                   18
Energia Potencial Elétrica
  As cargas não devem ser colocadas em módulo.
  Energia Elétrica positiva (repulsão) – trabalho
   negativo.
  Energia Elétrica negativa (atração) - trabalho positivo.
  Quando tiver mais de duas cargas:
        Calcula-se a energia elétrica para cada par de cargas;
        Depois soma-se.




10/3/2013 08:14:11   Me. Betine Rost                              19
Exemplo:
   Considere q=0,10µC e a=0,10m.
   Determine a energia potencial
      elétrica do sistema.




10/3/2013 08:14:11   Me. Betine Rost   20
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    PÁGINA 64
    PÁGINA 65
    PÁGINA 66
    PÁGINA 72
    PÁGINA 73
    PÁGINA 74
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Potencial elétrico

  • 2. Descargas atmosféricas  A descarga inicia quando o campo elétrico produzido pela tempestade excede a capacidade isolante do ar (rigidez dielétrica) em um dado local na atmosfera, que pode ser dentro da nuvem ou próximo ao solo.  Quebrada essa rigidez dielétrica, tem inicio a movimentação de elétrons entre as regiões que apresentam diferentes potenciais elétricos.  Pode ocorrer de nuvem pro solo, do solo pra nuvem, entre as nuvens ou entre nuvem e um ponto qualquer da atmosfera. 10/3/2013 08:14:11 Me. Betine Rost 2
  • 3.  Entre nuvens são as mais frequentes, devido a capacidade isolante do ar diminuir com a altura e em função da diminuição da densidade do ar.  Entre nuvem e solo pode ocorrer a transferência de carga da nuvem pro solo:  Raio negativo: 90% (os elétrons da nuvem vão para o solo)  Raio positivo: 10% (os elétrons do solo vão para a nuvem)  Corrente máxima: ampéres  Aquecimento: °C  Deslocamento do ar – gerando o trovão  A criação de ozônio, que reveste o planeta é criado pelos raios. 10/3/2013 08:14:11 Me. Betine Rost 3
  • 4. Diferença de Potencial  Para se obter um campo elétrico é necessário estabelecer uma voltagem ou diferença de potencial (pilhas, baterias).  Um corpo em queda livre de uma altura h transforma a energia potencial gravitacional em energia cinética durante o percurso de queda ate o chão.  Uma corpo carregado abandonado em um ponto entre duas placas paralelas carregadas, desenvolve um movimento uniforme acelerado pela ação do campo elétrico constante, gerando uma força elétrica constante. 10/3/2013 08:14:11 Me. Betine Rost 4
  • 5. Diferença de Potencial  A diferença de potencial entre dois pontos é definida pela razão entre o trabalho realizado e o valor da carga.  Unidade: J/C 10/3/2013 08:14:11 Me. Betine Rost 5
  • 6. Cálculo da Voltagem num CEU 10/3/2013 08:14:11 Me. Betine Rost 6
  • 7. Exemplo  A figura a seguir mostra duas placas condutoras, planas, paralelas, distantes 0,10m uma da outra e ligadas aos polos de uma bateria de 12V e a uma chave S. 10/3/2013 08:14:11 Me. Betine Rost 7
  • 8. a) Como se da o processo de carregamento das placas a partir do instante em que a chave S é fechada.  A bateria estabelece uma DDP que gera campo elétrico.  O processo vai ficando cada vez mais lento, a transferência cessa quando a tensão entre as placas atinge 12 V, ou seja, equilíbrio eletrostático. 10/3/2013 08:14:11 Me. Betine Rost 8
  • 9. b) Considerando CEU, qual é o módulo após atingir o equilíbrio eletrostático? 10/3/2013 08:14:11 Me. Betine Rost 9
  • 10. Voltagem  Voltagem positiva se trabalho positivo quando o deslocamento da carga se da no mesmo sentido do campo elétrico.  Voltagem negativa se trabalho negativo quando o deslocamento da carga se da no sentido oposto do campo elétrico.  Uma carga elétrica positiva, quando colocada num CE, tende a se mover do maior para o menor potencial. Já a carga negativa move-se para os pontos de maior potencial. 10/3/2013 08:14:11 Me. Betine Rost 10
  • 11. Voltagem - Carga Pontual 10/3/2013 08:14:11 Me. Betine Rost 11
  • 12. Exemplo:  Na figura, a diferença de potencial entre as placas A e B vale . a) Escolhendo a placa B como nível de referência, qual o valor do potencial elétrico em A? b) Tomando, em seguida, a placa A como nível de referência, qual é o valor do potencial em B? 10/3/2013 08:14:11 Me. Betine Rost 12
  • 13. Potencial criado por uma Carga Pontual  Se a carga for negativa o potencial elétrico também será negativo.  A medida que a distância aumenta o potencial estabelecido por -Q também aumenta.  O potencial será nulo (V=0) quando a distancia (r) tender para o infinito.  A força elétrica é conservativa, trabalho independe da trajetória da carga.  A voltagem entre dois pontos de um campo elétrico terá valor único independe da trajetória seguida pela carga. 10/3/2013 08:14:11 Me. Betine Rost 13
  • 14. Potencial várias Cargas Pontuais  Calcule o potencial de cada carga:  Basta somá-las agora. 10/3/2013 08:14:11 Me. Betine Rost 14
  • 15. Potencial de uma esfera condutora eletrizada.  As cargas se distribuem na superfície externa, deixando o interior com E=0  O potencial elétrico dentro da esfera condutora em qualquer ponto são iguais.  O potencial elétrico em qualquer ponto no interior de uma esfera condutora em equilíbrio eletrostático tem o mesmo valor do potencial elétrico em sua superfície. 10/3/2013 08:14:11 Me. Betine Rost 15
  • 16. Superfície Equipotenciais  É o que ocorre em uma esfera condutora em equilíbrio eletrostático, pois o potencial elétrico em qualquer ponto é igual.  Toda superfície esférica centrada na carga será uma superfície equipotencial.  As linhas de força de um campo elétrico são perpendiculares, em cada ponto, às superfícies equipotenciais. 10/3/2013 08:14:11 Me. Betine Rost 16
  • 18. Energia Potencial Elétrica  Quando temos cargas de sinais contrários temos uma força de atração o deslocamento da carga gera energia cinética no momento do choque, fazendo com que o trabalho realizado seja maior quanto maior for a distância r.  Quando temos força de repulsão, quanto menor o valor de r, maior energia potencial armazenada inicialmente no sistema. 10/3/2013 08:14:11 Me. Betine Rost 18
  • 19. Energia Potencial Elétrica  As cargas não devem ser colocadas em módulo.  Energia Elétrica positiva (repulsão) – trabalho negativo.  Energia Elétrica negativa (atração) - trabalho positivo.  Quando tiver mais de duas cargas:  Calcula-se a energia elétrica para cada par de cargas;  Depois soma-se. 10/3/2013 08:14:11 Me. Betine Rost 19
  • 20. Exemplo:  Considere q=0,10µC e a=0,10m.  Determine a energia potencial elétrica do sistema. 10/3/2013 08:14:11 Me. Betine Rost 20
  • 21. EXERCÍCIOS  PÁGINA 58  PÁGINA 64  PÁGINA 65  PÁGINA 66  PÁGINA 72  PÁGINA 73  PÁGINA 74  PÁGINA 75  PÁGINA 76  PÁGINA 77  PÁGINA 78 10/3/2013 08:14:11 Me. Betine Rost 21