corrente aula2
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Corrente Elétrica1ª Lei de Ohm
ResistênciaTensão
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Diferença de Potencial - Tensão:Diferença de Potencial - Tensão:
Maior Potencial
(mais positivo)
Menor Potencial
(mais negativo)
Numa pilha, a energia química é transformada emenergia potencial elétrica (Ep), que fica armazenadanas cargas elétricas nos pólos positivo e negativoda pilha. Essa energia por unidade de carga recebeo nome de potencial elétrico U, e é chamada detensão, voltagem ou diferença de potencial (ddp).
Exemplo:Se uma pilha possui uma tensão (ou voltagemou diferença de potencial) de 1,5 V, qual é aenergia que é transferida para 1 C de cargaspara levá-las do pólo negativo para o pólo positivoda pilha?
( ) ( ) ., J 1,5V 1,5C1 =×=→=→= PPP EqUE
q
EU
U Potencial elétrico. Unidade volt (V)
Símbolo de fonte de tensão:
+-
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Corrente Elétrica:Corrente Elétrica:
Uma corrente elétrica é formada quando cargas elétricas se põe em movimentoordenado, produzindo um fluxo resultante de cargas através de uma área.
-
-
--
-
-
-
--
-
-
-
A-
-
-
-
-
--
-
-
-
-A -
-
-
Fluxo resultantede cargas atravésda área A é zero.
Fluxo resultantede cargas atravésda área A é diferentede zero. Há umacorrente elétrica nocondutor.
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Num fio condutor as cargas em movimento são as cargas Negativas, os elétrons. Assim, os elétrons se movem no sentido oposto ao da corrente i.
Se uma quantidade de carga ∆q atravessa uma área A num intervalode tempo ∆t, então a corrente i que atravessa essa área é definida como:
.t
qi
∆∆=
A. 1s 1
C 1 ==∆∆=
t
qi
Unidade de corrente elétrica:
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i A
Considere um condutor de área de seção reta A e comprimento l. Suponha que uma corrente i constante esteja passando por esse condutor. A diferença de potencial (ddp) elétrico entre o lado esquerdo e o lado direito desse condutor é dada por:
R é a resistência oferecida pelo condutor àpassagem de corrente elétrica.
.iRU =
l
U
Ui Uf
Uf < Ui
Resistência Elétrica:Resistência Elétrica:
Resistência Energia ⇔Calor (efeito Joule)
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A unidade de resistência elétrica é o ohm (Ω): .1A
1V1Ω =
O símbolo para a resistência elétrica é:
Exemplo: Uma bateria fornece uma diferença de potencial (ddp) de 9 V a umcircuito que possui uma resistência de 18 kΩ. Qual é a corrente que passa nessecircuito.
+
−
i
i
i9 V
18 kΩ
Ao passar pelo resistor, o potencial elétricovaria de 9 V para 0 V. A ddp no resistor é 9 V. 9 V
0 V
iRU = i1018 9 3 ××=
.A100,51018
9i 3
3−×=
×=
i = 0,5 mA
ou
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A relação U = R i é sempre válida, pois ela é a definição de resistência. Quando
a resistência R for constante para qualquer ddp U e corrente i, dizemos que oresistor obedece a Lei de Ohm:
iRU = com R = constante
U
1ª Lei de Ohm:1ª Lei de Ohm:
Lembrando que o aparelho que verifica a tensão no resistor é o Voltímetro .
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A potência é a energia por unidade de tempo fornecida ou consumida por um dispositivo.
+-
a
b?
ii
i
i
i
i
B
No circuito abaixo temos uma bateria B conectada a um dispositivo condutor não especificado. A bateria mantém uma diferença de potencial U entre seus terminais, sendo que o maior potencial está aplicado sobre o terminal a do dispositivo e o menor sobre o terminal b. Uma corrente i circula no circuito. Apotência elétrica fornecida pela bateria será:
U. iP =Se o dispositivo tiver uma resistência R, apotência dissipada por essa resistência será.
Potência:
R,ii(iR)PU iP 2RabR ==→= onde usamos Uab = R i.
,R
U
R
UUPU iP
2abab
abRabR ==→= onde usamos i = Uab / R
Potência Elétrica:Potência Elétrica:
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Exemplo: Em uma lâmpada comum encontramos as seguintes especificaçõesdo fabricante: 60 W; 120 V.
• Se a lâmpada está ligada a uma fonte de tensão U = 120 V, qual é a corrente que passa por ela?
UiP = A potência é dada por: onde P = 60 W; U = 120 V;
A. 0,5V 120
W 60
U
Pi ===
b) Qual é a resistência do filamento dessa lâmpada?
iRU =
Sendo a tensão no filamento U = 120 V e a corrente i = 0,5 A, temos:
Ω. 240A 0,5
V 120
i
UR ===
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Segunda Lei de Ohm:Segunda Lei de Ohm:
Resistência
Natureza do material ⇒ resistividade ρ[Ω.m]
Dimensões do material comprimento L [m]
área da seção transversal S [m2]
Exemplo: potenciômetro
SL.R ρ=
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Resistividade do material ⇒ depende da temperatura
α ⇒ coeficiente de temperatura em [ºC-1]
)T.1.(o ∆α+ρ=ρ
em que:ρ = resistividade do material, em [Ω.m], à temperatura T;ρo = resistividade do material, em [Ω.m], à uma temperatura de referência To;∆T = T - To = variação da temperatura, em [ºC];α = coeficiente de temperatura do material, em [ºC-1].
Relação entre as resistências e resistividades envolvidas:
o
oRRρ
=ρ
Resistência x Temperatura :Resistência x Temperatura :
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OBSERVEM
OS DOIS
CIRCUITOS
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A
V
A
V
SE COLOCAR-MOS A MESMA RESISTÊNCIANOS DOIS CIRCUITOS ...
?
50 V 100 V
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VARIANDO A TENSÃO E MANTENDO ARESISTÊNCIA FIXA.
A CORRENTE VARIA NA MESMA PROPORÇÃO
A
V
A
V50 V 100 V
1 A 2 A
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OBSERVEM
OS DOIS CIRCUITOS
NOVAMENTE
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A
V
A
V
SE APLICAR-MOS A MESMA TENSÃO NOSDOIS CIRCUITOS E MUDARMOSA RESISTÊNCIA...
?
100 V 100 V
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MANTENDO A TENSÃO FIXA E VARIANDO A RESISTÊNCIA
A CORRENTE VARIA NO SENTIDO OPOSTO
A
V
A
VR = 50Ω R = 100 Ω
2 A 1 A
100 V 100 V
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QUANTO MAIOR A TENSÃOMAIOR A CORRENTE ELÉTRICA.
QUANTO MAIOR A RESISTÊNCIAMENOR A CORRENTE ELÉTRICA.
CONCLUSÃO
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V=I
LEI DE OHM
III VVVR
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R=II V
LEI DE OHM
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R=II V
LEI DE OHM
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R=IV
I
LEI DE OHM
![Page 23: Corrente aula2](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022052214/559e679e1a28ab3a568b474e/html5/thumbnails/23.jpg)
LEI DE OHM
V=I RV=I R
V=I RV
R
V V V
IRR RII
I I I I I
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V
IR
PARA OBTER UM VALOR, BASTA COBRÍ-LO.
V = R I
R
V
I
LEI DE OHM
R
V
I
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RESISTÊNCIA DE
UM CONDUTOR
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FAZENDO UMA ANALOGIA
COM A ÁGUA
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OBSERVE DOISCANOS DE ÁGUA.
EM QUAL DELES AÁGUA PASSA COM MAIORFACILIDADE ?
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OBSERVE O BRILHO DALÂMPADA DO CONDUTORLONGO
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QUANTO MAIOR O COMPRIMENTO DO CONDUTOR MENOR A INTENSIDADE DE CORRENTE ELÉTRICA CIRCULANDO POR ELE.
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VAMOS PEGAR MAIS DOISCANOS DE ÁGUA .
EM QUAL DOS DOIS CANOS AÁGUA PASSA COM MAIORFACILIDADE ?
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OBSERVE OBRILHO DALÂMPADA DOCONDUTOR FINO
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QUANTO MAIOR A SEÇÃO DOCONDUTOR MAIOR A INTENSIDADE DE CORRENTEELÉTRICA CIRCULANDO POR ELE.
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VAMOS PEGAR MAIS DOISCANOS DE ÁGUA .
EM UM DELES COLOCAREMOSALGUNS OBJETOS
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EM QUAL DELES ÁGUA PASSACOMMAIOR FACILIDADE ?
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NIQUELCROMO
COBRE
OBSERVE OBRILHO DASDUAS LÂMPADAS
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COBRE
NIQUEL CROMO
ALGUNS MATERIAIS OFERECEM MAIOR OU MENOR RESISTÊNCIA À PASSAGEM DA CORRENTE ELÉTRICA.
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A ESTAS RESISTÊNCIAS DAMOS O NOME DE
Resistência Específica OU
Resistividade , REPRESENTADA PELA
LETRA GREGA ρ.
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CONCLUSÃOMAIOR O COMPRIMENTO DO
CONDUTOR – MAIOR A RESISTÊNCIA
MAIOR A SEÇÃO DO CONDUTOR –
MENOR A RESISTÊNCIA
A RESISTÊNCIA DEPENDE DO
MATERIAL
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As observações realizadaspermitem escrever a seguinte relação:
R lsρ= ONDE:
R - Resistência elétrica do condutor ( Ω );
ρ - Resistividade do condutor (Ω .mm2/m );
l - Comprimento do condutor ( m) e
s - Seção do condutor (mm2). Tabela
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AlumínioBronzeCarbonoChumboCobreConstantanEstanhoFerroLatão
0,02920,067
50,000,220,01620,0000050,1150,0960,067
ManganinaMercúrioNíquelOuroPrataPlatinaTungstênioZinco
0,480,960,0870,0240,01580,1060,0550,056
RESISTIVIDADE DOS MATERIAIS
MATERIAL MATERIALρ ρ
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Resistência em Série:Resistência em Série:
+
−
i
i
iUabR2
b
a R1
R3
+
− iReq
b
a
Quando se aplica uma diferença de potencialUab entre as extremidades a e b de um conjunto
de resistências ligadas em série, a corrente i que passa pelas resistências é a mesma paratodas as resistências. A soma das diferenças de potencial entre as extremidades das resistências é igual à diferença de potencial aplicada Uab.
i. R i R i RU 321ab ++=
.UUUU 321ab ++=
( ).R R RiU 321ab ++=
eqab iRU = .R R RR 321eq ++=
Uab
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Resistência em Paralelo:Resistência em Paralelo:
i2R2
a
i3R3i1R1
−+
Uab
b
i
i2+i3
i2+i3
iReq
a
−+
b
i
i
Quando uma diferença de potencial Uab
é aplicada entre as extremidades deresistências ligadas em paralelo, todasas resistências possuem a mesmadiferença de potencial.
,iiii 321 ++=
.R
Ui,
R
Ui,
R
Ui
3
ab3
2
ab2
1
ab1 ===
.R
U
R
U
R
U
R
Ui
eq
ab
3
ab
2
ab
1
ab =++=
.R
1
R
1
R
1
R
1
321eq
++=
Uab
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Resistência em Paralelo – Casos Particulares:Resistência em Paralelo – Casos Particulares:
i2R2
a
i1R1−+
Uab
b
i
i2
i1R−+
i
i
21eq R
1
R
1
R
1 +=
Uab
i1 + i221
21eq RR
R RR
+=
No caso de dois resistores em paralelo, a resistência equivalente é dada por:
No caso de N resistores iguais em paralelo, a resistência equivalente é dada por:
i2R i3R.
R
1
R
1
R
1
R
1
eq
++=
N
RReq = onde N = 3
neste caso.
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Exemplo: No circuito abaixo calcule a resistência equivalente, a corrente quepassa em cada resistor e a corrente total fornecida pela bateria.
i2
a
i3i140 Ω
−+
12V
b
i
60 Ω 120 Ω
Uab = 12 V, R1 = 40 Ω, R2 = 60 Ω, R3 = 120 Ω.
321eq R
1
R
1
R
1
R
1 ++= Ω+
Ω+
Ω=
120
1
60
1
40
1
R
1
eq
.Req Ω= 20
0,30A.40
12V
R
Ui
1
ab1 =
Ω==
0,1A.120
12V
R
Ui
3
ab3 =
Ω==
0,20A.60
12V
R
Ui
2
ab2 =
Ω==
0,6A.iiii 321 =++=