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ELETRODINMICA
Corrente eltrica
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Introduo
o ramo da Eletricidade que estuda ocomportamento das cargas eltricas em movimento.
A eletricidade de suma importncia parabasicamente todos os processos presentes na vidamoderna, como exemplo, sem ela, obviamente vocno poderia estar visualizando esta apresentao.
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o movimento ordenado de eltrons no interior de
um condutor, e ela pode ocorrer nos condutores
slidos, como os metais, e em gases e lquidos
ionizados.
Importante lembrar que o eltron que se
movimenta, desprendendo-se da camada de
valncia da Eletrosfera para a prxima camada,
assim sucessivamente.
Corrente eltrica
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Corrente eltrica
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Criando uma corrente eltrica
Primeiro vamos usar um pedao de metal, que
possui eltrons desorientados
Para se obter uma corrente eltrica, necessrio criar um campo eltrico nesse
condutor.
Com esse campo eltrico, teremos diferentes nveis de energia potencial.
Esses diferentes nveis de energia potencial provocaro algo que conhecido como
diferena de potencial (d.d.p.), ou
simplesmente tenso eltrica.
Essa diferena de potencial pode ser obtida ligando-se o condutor acima a uma pilha.
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Observe que a pilha possui um plo positivoe um negativo.
O plo positivo possui um potencial maior,enquanto que o negativo possui um menor.
O movimento dos eltrons ser no sentidosempre do maior potencial, ou seja, doplo positivo.
A pilha tem a funo de fonte de energiaeltrica e tambm de manter a diferenade potencial, mantendo assim o movimentodos eltrons.
Criando uma corrente eltrica
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Sentido da corrente eltrica
O sentido real da corrente eltrica
ser o mesmo sentido do movimento
das cargas eltricas negativas
(eltrons) e, portanto, contrrio ao
movimento das cargas positivas
(prtons).
Com o avano tecnolgico, definiu-
se por conveno, o sentido
convencional da corrente como sendo
o sentido contrrio ao movimento dos
eltrons. .
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Intensidade da corrente eltrica
Cada eltron possui uma quantidade decarga eltrica conhecida como carga
eltrica elementar (e).e = 1,6 x 10 19 C
Para calcular a carga eltrica (Q) fornecidabasta multiplicarmos o nmero de eltrons
(n) que passa pela seco pelo valor da
carga elementar (e) do eltron.
Q = n . e
Considere uma seco no nosso fio condutor, onde podemos contar a quantidade de eltrons
que passam por ela.
A carga eltrica no Sistema Internacional SI medida emcoulomb (C).
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A intensidade da corrente eltrica (i) ser maior quanto mais eltrons passarem pela
seco, ou seja, quanto mais cargas
passarem no menor intervalo de tempo.
Por isso, define-se corrente eltrica (i)como sendo a quantidade de carga eltrica
(Q) dividida pelo tempo (t).
i = Q .t
A corrente eltrica no Sistema Internacional SI medida emampre (A).
Intensidade da corrente eltrica
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Exemplo
Em um fio metlico h uma corrente de eltrons de modo que, num intervalo de
tempo de 2,0 s, passam 5,0 . 1018 eltrons por uma seco reta do fio. Sabendo
que a carga eltrica elementar 1,6 . 10-19 C, determine:
a) a quantidade de carga que atravessa a seco no intervalo de tempo dado.
b) a intensidade de corrente eltrica no intervalo de tempo acima.
Dados:
t = 2 s
n = 5 . 1018 eltrons
e = 1,6 . 10-19 C
Q = n . e ou i = Q
t
a)
Q = 5 . 1018 . 1,6 . 10-19
Q = 8 . 10-1 Cou Q = 0,8 C
b) Q = n . e ou i = Qt
i = 0,82
i = 0,4 A
Lembrando:
Multiplicao de potncias de mesma base conserva a base e
soma os expoentes:
10 18 . 10 -19 = 10 18 + (-19) = 10-1
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Tipos de corrente
Contnua
no altera seu sentido,
ou seja, sempre
positiva ou sempre
negativa.
se seu grfico for dado
por um segmento de
reta constante, ou seja,
no varivel.
comumente encontrado
em pilhas e baterias.
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Alternada
Dependendo da forma como
gerada a corrente, esta
invertida periodicamente, ou
seja, ora positiva e ora
negativa, fazendo com que os
eltrons executem um movimento
de vai-e-vem.
Este tipo de corrente o que
encontramos quando medimos a
corrente encontrada na rede
eltrica residencial, ou seja, a
corrente medida nas tomada de
nossa casa.
Tipos de corrente
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Propriedade do grfico i x t
Serve para corrente contnua ou alternada.
i (A)
t (s)
i (A)
t (s)
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Basta observar a formao de uma
figura geomtrica no intervalo de
tempo dado;
i (A)
t (s)t
i
Agora devemos calcular a rea da
figura encontrada;
Como temos um retngulo,
basta aplicar a frmula:
rea = base . altura
base = t
altura = i
Observando a frmula da
corrente eltrica temos:
rea = t . i
i = Q Q = t . it
Concluso:
Q = rea
Propriedade do grfico i x t
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Exemplo
Na figura abaixo temos o grfico da corrente em funo do tempo. Calcule a
carga total que passa por uma seo reta do fio entre os instantes 0s e 10s.i(A)
t(s)
4
5 10
2 passo: identificar de que figurase trata
A figura um TRAPZIO
3 passo: identificar a frmula paracalcular a rea do trapzio
1 passo: lembrar que a rea dafigura igual a quantidade decarga
rea = (B + b) . h2
4 passo: identificar as medidas nafigura
B = 10
b = 5
h = 4
5 passo: substituir na frmula:
Q = (B + b) . h2
Q = (10 + 5) . 42
Q = (15) . 42
Q = 602
Q = 30 C
Q = rea
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Efeitos da corrente eltrica
Efeito fisiolgico corresponde passagem da corrente eltrica por organismo vivos
A corrente eltrica age diretamente no sistema nervoso, provocando contraes musculares (choque)
O pior caso de choque aquele que deorigina quando uma corrente eltrica entrapela mo de uma pessoa e sai pela outra (temgrande chance de afetar o corao e arespirao)
1 mA sensao de ccegas, formigamento
10 mA perca do controle dos msculos
10 mA a 3A pode causar a morte
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Efeito trmico Tambm conhecido como efeito Joule causado pelo choque dos eltrons livres
contra os tomos dos condutores. Ao
receberem energia, os tomos vibram mais
intensamente
Nos condutores se processa a
transformao da energia eltrica em
energia trmica.
Efeitos da corrente eltrica
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Efeito luminoso um fenmeno eltrico em nvel molecular. Em determinadas condies, a passagem
da corrente eltrica atravs de um gs
rarefeito ou metal faz com que ele emita
luz.
As lmpadas fluorescentes, incandescentes
e os anncios luminosos, so algumas
aplicaes desse efeito.
H a transformao direta de energia
eltrica em energia luminosa.
Efeitos da corrente eltrica
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Efeito magntico aquele que se manifesta pela criao de um campo magntico na regio em torno
da corrente
A existncia de um campo magntico em
determinada regio pode ser constatada
com o uso de uma bssola: ocorrer desvio
de direo da agulha magntica
Este o efeito mais importante da
corrente eltrica, constituindo a base do
funcionamento dos motores,
transformaes, rels, etc.
Efeitos da corrente eltrica
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Condutores
So os meios materiais nos quais
h facilidade de movimento de
cargas eltricas
Em alguns tipos de tomos,
especialmente os que compem os
metais - ferro, ouro, platina, cobre,
prata e outros -, a ltima rbita
eletrnica perde um eltron com
grande facilidade. Por isso seus
eltrons recebem o nome de
eltrons livres.
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Isolante
So os meios materiais nos quais
no h facilidade de movimento de
cargas eltricas.
Nessas substncias seus tomos tm
grande dificuldade em ceder ou
receber os eltrons livres das ltimas
camadas eletrnicas.
So substncias como o vidro, a
cermica, o plstico ou a borracha
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