01tensao corrente

1BC1519 - Circuitos Eltricos e Fotnica

Corrente e Tenso

Eduardo dos Santos Ferreira

[email protected]

AULA 01


Contedo

2

Reviso: Estrutura da matria

Corrente e Tenso Eltrica

Medidores de Tenso e Corrente Eltrica

Exerccios


Obs: Softwares Simuladores de Circuitos

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OrCAD (PSpice Microsim)(Cadence Design Systems)

http://www.cadence.com/products/orcad/downloads/orcad_demo/index.aspx

Electronics WorkBench EWB

(National Instruments)

http://wps.prenhall.com/br_boylestad_intrancirc_10/

Circuit Maker

http://my.ece.ucsb.edu/bobsclass/2C/Simulation/circuit_maker.htm

Outros

http://web-ee.com/downloads/simulators/


Estrutura da matria

4

Modelo bsico do tomo:


Constituio do tomo

5

Dentro do tomo temos partculas menores: Eltrons, Prtons e os

Nutrons

O Eltrons tem carga negativa (-)

Os Prtons tem carga positiva (+)

Os Nutrons no tem carga

gm

Cq

e

e

28

19

10.11,9

10.6022,1

gm

Cq

p

p

24

19

10.672,1

10.6022,1

gm

q

e

Neutron

1,675.10

0

24-


Orbitais e nveis energticos

Os eltrons s podem ocupar determinados orbitais (nveis de energia)

Quanto mais longe do ncleo menor a fora que prende o eltron ao

tomo

Um eltron pode mudar de orbital: Se decai de orbital, libera energia; se

sobe de orbital ganha energia.

Cada orbital pode acomodar eltrons


Espectro de absoro

Espectro de emisso

Eltron livre no vcuo

Nveis de energia


Slidos e bandas de energia


Tipos de slidos - bandas de energia

Banda de conduo

Banda de conduo

Banda de conduo

Banda de valncia

Banda de valncia

Banda de valncia

Aqui os

eltrons podem

circular

livremente

dentro do

material

Condutor Semi-condutor Isolante

Metais Silcio / Germnio Vidro / Cermica

Eg > 5eV

1eV > Eg > 5eV

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BC1519 - Circuitos Eltricos e Fotnica

Lei de Coulomb

Todo o material pode ter eltrons adicionados ou retirados eletrizao

Um corpo com excesso de eltrons est carregado eltricamente com

uma carga eltrica Q de sinal negativo

Um corpo com falta de eltrons est carregado eletricamente com uma

carga eltrica Q de sinal positivo

A quantidade de carga que um slido pode ter depende do nmero de

eltrons adicionados ou retirados quantizao da carga:

Cargas de sinais opostos se atraem e cargas com sinais iguais se

atraem.

enQ . Zn

11


Fora eltrica Lei de Coulomb

229

2

21

/.10.9 CmNK

d

qqKF

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Campo eltrico

2d

qKE

Campo Eltrico de uma carga pontual:

Fora sobre uma carga:

EqF .

13


Potncial eltrico

13

O potencial eltrico similar a energia potencial gravitacional.

Ele calculado a partir da carga q que o gera e da distncia entre a

carga e o ponto.

Diferena de Potencial (ou tenso eltrica): Existe uma ddp de 1V (volt)

entre dois pontos se acontecer uma troca de energia de 1J quando

deslocarmos uma carga de 1C entre estes dois pontos, isto , o trabalho

realizado para mover a carga 1J:

rdEqdwrFw ...

b

a

ab rdEqww .. dq

dwv

14


d.d.p.

14

Unidade de d.d.p.

Importncia: possvel quantificar/medir a d.d.p.

Coulomb

JoulesVolts

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Geradores

Baterias

Fonte CC do laboratrio

Gerador CC

Gerador CA

Tenso na tomada

Gerador de sinais

(obs. Existem outras

formas de tenso CA

alm da senoidal)

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Exemplo

O trabalho para mover uma carga de 20C do ponto A para o ponto B

60J. Qual a diferena de potencial entre os dois pontos?

Qual o trabalho necessrio para mover uma carga de 50uC atravs de

dois pontos cuja diferena de potencial de 6V?

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Corrente eltrica

17

Definio de corrente eltrica: Quantidade de carga que atravessa uma

seco reta de um meio por unidade de tempo.

Unidade de corrente eltrica o Ampre (A): 1 A = 1C/s

t

q

dt

dqi

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Exemplo

A carga que passa por um condutor a cada 64ms de 0,16C. Determine

a corrente que passa pelo condutor.

Determine o tempo necessrio para que 4E16 eltrons atravessem um

condutor cuja corrente 5mA

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Medidores de Tenso, Corrente e Resistncia Eltrica

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20


Medidores de Tenso e Corrente Eltrica

20

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Exerccios

Calcule a fora para as cargas q1 e q2 para os casos indicados:

r = 1m; r = 3m; e r = 10m.

Se 456C de carga passam atravs de um fio em 2,5 minutos, qual a

corrente no fio?

Se a ddp entre dois pontos 42V, qual o trabalho necessrio para levar

uma carga de 6C de um ponto a outro?

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