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Potencial elétrico em um condutor Potencial elétrico em um condutor em equilíbrio eletrostáticoem equilíbrio eletrostático

Como na superfície de um condutor em equilíbrio eletrostático não há movimentos de carga elétrica, então, todos os pontos de sua superfície apresentará o mesmo potencial. Ou seja, U = 0

+ -

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Ponto Interno U=0

A B C

VA=VB=VC

r

QkV

.0int

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Em ponto próximo

Considere a distância do ponto ao centro da carga.

R

d Rd

QkV óx

.0

Pr

A

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Ponto Externo

Num ponto externo vamos considerar a distância do ponto ao centro.

R

d

d

QkV óx

.0Pr

A

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Eletrodinâmica

Ramo da eletricidade que estuda as cargas em

movimento.

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Corrente elétrica Observe o movimento dos elétrons em um condutor.

E

VA

VB

Movimento caótico

Criando uma ddp nos terminais deste condutor, verificamos que os elétrons passam a se mover ordenadamente. À este movimento ordenado dos elétrons damos o nome de corrente elétricacorrente elétrica.

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Sentido da corrente elétrica

Sentido real: movimento dos elétrons é contrário à linha de campo elétrico

Sentido convencional: considera-se o movimento imaginário dos prótons.

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Cálculo da corrente elétricaCálculo da corrente elétrica

Para calcular a corrente elétrica, basta medirmos a quantidade de carga elétrica que passa por uma secção transversal de um condutor por unidade de tempo.

Área da secção transversal t

Qi

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Unidade de carga elétrica Unidade de carga elétrica

t

Qi

s

Ci

Ai

ampère

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Tipos de correntesTipos de correntes

i(A)

t(s)

i(A)

t(s)

Corrente contínua

i

Corrente Alternada

+

-

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Efeitos da corrente elétricaEfeitos da corrente elétrica Efeito Joule: quando a corrente elétrica atravessa um condutor e verifica-

se a transformação de energia elétrica em energia térmica.

Chuveiro elétrico Chapinha Ferro

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Efeito químico: a corrente elétrica ao atravessar uma solução de ácido sulfúrico em água, por exemplo, observa-se que da solução se desprende hidrogênio e oxigênio. A corrente elétrica produz, então, uma ação química nos elementos que constituem a solução. Esta ação, que se chama eletrólise.

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Efeito magnético: Efeito magnético: Quando a corrente elétrica passa em um condutor, ao redor do condutor se produz um campo magnético. A corrente elétrica se comporta como um ímã, tendo a propriedade de exercer ações sobre ímãs e, sobre o ferro.

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Efeito luminoso: a corrente ao atravessar um gás ela transforma a energia elétrica em energia luminosa Observação: Lâmpadas incandescentes

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Efeito fisiológico:Efeito fisiológico: A corrente elétrica tem ação, de modo geral, sobre todos os tecidos vivos, porque os tecidos são formados de substâncias coloidais e os colóides sofrem ação da eletricidade. Mas é particularmente importante a ação da corrente elétrica sobre os nervos e os músculos.

Na ação sobre os nervos devemos distinguir a ação sobre os nervos sensitivos e sobre os nervos motores. A ação sobre os nervos sensitivos dá sensação de dor. A ação sobre os nervos motores dá uma comoção (choque).

A corrente elétrica passando pelo músculo produz nele uma contração.

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Elementos de um circuito elétricoElementos de um circuito elétrico

Temos aqui um circuito elétrico simples

-+

gerador

Chave liga/desliga lâmpada

ch

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Elementos de um circuito elétricoElementos de um circuito elétrico

Geradores

transformam qualquer modalidade de energia em energia elétrica

Representação de um gerador

i

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Receptores

Transformam energia elétrica em qualquer outra modalidade de energia.

i

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Resistência elétrica

Transforma a energia elétrica em energia térmica

R

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Dispositivo de controle Instrumentos para medir a intensidade de corrente elétrica e tensão elétrica.

A

V

Amperímetro

Voltímetro

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Dispositivo de manobra

Chave liga/desliga

ch

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Dispositivo de segurança

Ao serem atravessados por uma corrente maior que a especificada, impede a passagem da mesma garantindo a integridade dos demais elementos de um circuito.

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Estudo dos Estudo dos resistoresresistores Resistência elétrica

RRi

UU

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1ª Lei de Ohm 1ª Lei de Ohm

n

n

i

U

i

U

i

U

i

Uk ...

3

3

2

2

1

1

i

UR

George Simon Ohm, verificou que a razão entre as diferentes tensões e as correntes elétricas geradas por cada uma dessas tensões, apresentavam um valor constante k.

Concluiu então que o valor obtido pelo k era na realidade o valor da resistência do condutor.

Ou seja,

iRU .

A unidade da resistência elétrica é o ohm [ ], que é a razão entre volt e ampère

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Potência elétrica e Energia Potência elétrica e Energia ElétricaElétrica

QU .t

P

iUP .t

QU

t

.

UiP .

Lembrando que:

Então, dividindo a equação do trabalho pela variação de tempo teremos:

e

Unidade da Potência no S.I. é o W ( watt ), que é o produto das unidades V.A (volts . ampère)

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Potência ElétricaPotência Elétrica

iUP .

iRU .R

Ui R

UP

2

iiRP .. 2.iRP

ou

iUP .

R

UUP .

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Para calcular a energia elétrica, basta conhecermos a potência utilizada e o tempo de utilização dos equipamentos elétricos.

Unidades:

hkW .

Energia elétricaEnergia elétrica

tP . JsW .

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2ª Lei de Ohm2ª Lei de Ohm

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