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Sumário

Capítulo 1 - Eletrostática 03

Eletrostática 03 Condutores e Isolantes 04 Natureza elétrica dos corpos 04 Processos de eletrização 05 Exercícios 06 Blindagem Eletrostática 06 Carga Elétrica de um Corpo 07 Lei de Coulomb 08 Exercicios 08 Campo Elétrico 09 Exercicios 09 Potencial Elétrico 10 Pesquise e Responda 10 Trabalho Elétrico 11 Potencial Elétrico Terrestre 12

Capítulo 2 - Eletrodinâmica 12 Corrente Elétrica 12 Tipos de Corrente 12 Exercícios 13 Lei de Ohm 14 Exercicios 14 Associação de resistências elétricas 15 Exercicios 15 Potencia Elétrica 15 Energia Elétrica 16 Exercicios 16 Choque Elétrico 17 Resistência do corpo humano 19 Exercícios 19

Capítulo 3 -Magnetismo 19 Campo Magnético 20 Aurora Boreal 20 Exercicios 15 Força Magnética 21 Exercicios 21 Responda 22

CAPÍTULO 1

ELETROMAGNETISMO

Parte da Física que descreve os fenômenos de origens elétricas e magnéticas em geral. Se subdivide em:

1. Eletrostática. 2. Eletrodinâmica.

HISTÓRIA Os primeiros indícios foram na Grécia antiga, ao verificarmos que uma substância, o âmbar, depois de friccionado, adquiria a propriedade de atração ou repulsão de pequenos corpos leves.

Este fenômeno foi descrito no séc.VII a.C.por Tales de Mileto ( 640 - 546 a.C. ). Historicamente, o termo "eletricidade" foi primeiramente utilizado, no final do séc. XVI, pelo físico britânico William Gilbert, para designar a já conhecida propriedade de atração ou repulsão de pequenos corpos leves, que algumas substâncias adquiriam por fricção. Já no início do séc. XVIII pessoas como Francis Hauksbee e Stephen Gray impressionavam a sociedade inglesa com seus shows de eletricidade.

EXPERIÊNCIA 01: Material necessário: Vídeo sobre a História da eletricidade. Procedimento: Assista ao vídeo e tire suas próprias conclusões. Conclusões: __________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ _______________________. ELETROSTÁTICA Parte do Eletromagnetismo que estuda as cargas elétricas em “repouso”. Hoje a teoria aceita é de que a matéria é formada de pequenas partículas, os átomos. Assim para entendermos a eletricidade, devemos entender o conceito de átomo. Existiram vários modelos de Átomos ao longo da história. O Conceito atual de átomo é o modelo de Niels Bohr (1885 – 1962), data oficialmente de 1920 (mas nem sempre foi assim...)

Cada átomo, por sua vez, é constituído de partículas ainda menores, no núcleo: os prótons (positivos) e os nêutrons (sem carga); na eletrosfera: os elétrons (negativos). Às partículas eletrizadas, elétrons e prótons, chamamos "carga elétrica".

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Assim, toda (quase) a eletricidade é explicada através do conceito de átomo. Condutores de eletricidade

São os meios materiais nos quais há facilidade de movimento de cargas elétricas, devido a presença de "elétrons livres".

Ex: fio de cobre, alumínio, etc.

Isolantes de eletricidade

São os meios materiais nos quais não há facilidade de movimento de cargas elétricas.

Ex: vidro, borracha, madeira seca, etc. Natureza elétrica dos corpos Corpo negativo: O corpo ganhou elétrons. Corpo neutro: Número de prótons = Número de elétrons. Corpo positivo: O corpo perdeu elétrons. Princípios da eletrostática

Em 1752, Benjamin Franklin, estudando a eletricidade, estabelece o que virá a se chamar de “Princípios da Eletricidade”.

São eles: 1) Cargas elétricas de mesmo sinal se repelem e de sinais contrários se atraem.

2) Num sistema eletricamente isolado, a soma das cargas elétricas é constante. Ou seja:

Processos de Eletrização Podem ser de 03 tipos:

1. Atrito. 2. Contato. 3. Indução.

Vamos estudar os 03 casos. Eletrização por atrito Quando dois corpos são atritados, pode ocorrer a passagem de elétrons de um corpo para outro EXPERIÊNCIA 02: Material necessário: Garrafa plástica. Bolinhas de Isopor. Procedimento: Coloque as bolinhas dentro da garra e agite. Vire a garrafa. Observe o que acontece. Conclusões: __________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ _______________________.

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EXPERIÊNCIA 03: Material necessário: Vídeo sobre a Eletrização por Atrito. Procedimento: Assista ao vídeo e tire suas próprias conclusões. Conclusões: __________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ _______________________.

Eletrização por contato

Quando colocamos dois corpos condutores em contato, um eletrizado e o outro neutro, podem ocorrer a passagem de elétrons de um para o outro, fazendo com que o corpo neutro se eletrize.

Eletrização por indução

A eletrização de um condutor neutro pode ocorrer por simples aproximação de um corpo eletrizado, sem que haja contato entre eles.

Até os líquidos, como a água, podem sofrer indução elétrica. EXPERIÊNCIA 04: Material necessário: Vídeo sobre a Indução na água. Procedimento: Assista ao vídeo e tire suas próprias conclusões. Conclusões: __________________________ ____________________________________ ____________________________________ _______________________.

LIGAÇÃO A TERRA:

Ao se ligar um condutor eletrizado a Terra, ele se descarrega. VOCÊ SABIA?... Que, para evitar a formação de centelhas elétricas, os caminhões transportadores de gasolina costumam andar com uma corrente metálica arrastando-se pelo chão?

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Agora explique o motivo...

Resposta: ___________________________ ____________________________________ ____________________________________ _______________________. Existem muitas situações no nosso dia-a-dia em que nos deparamos com o fenômeno da indução eletrostática. Veja algumas situações e tente explicar o que acontece: Resposta:___________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ______________.

Resposta:___________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ______________.

Resposta:___________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ______________.

Resposta:___________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ______________.

Blindagem Eletrostática A única maneira segura de nos protegermos da indução eletrostática ( conseqüentemente da descarga elétrica) é através da “Gaiola de Faraday”, mais conhecida como “Blindagem eletrostática”. Antes vamos fazer uma experiência para entendermos o fenômeno. EXPERIÊNCIA 05: Material necessário:

02 celulares funcionando. Papel alumínio.

Procedimento: Pegue um dos aparelhos e ligue para o outro. Agora embrulhe um dos aparelhos com o papel alumínio e tente fazer a ligação novamente. Conclusões: __________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ _______________________. Agora responda: Durante uma tempestade devemos ficar dentro do carro ou fora dele? Por quê?

Resposta: ___________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ _______________________.

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Carga elétrica de um corpo Unidade de carga elétrica no SI é o Coulomb [C], em homenagem ao físico inglês Charles Augustin de Coulomb (1736 - 1806) .

Coulomb

Como que Coulomb Conseguiu descobrir um valor tão pequeno de carga? Bem, pra falar a verdade, Coulomb utilizou um instrumento chamado “Balança de Torção” para elaborar o que viria a ser a sua famosa Lei.

Uma vez conhecidas as cargas, Charles Coulomb observou o deslocamento angular e estabeleceu o “K” da sua Lei. Coulomb utilizou esta balança em 1777.

O valor da carga elétrica só foi descoberto pelo físico americano Millikan em 1909, numa experiência chamada de “Experiência da gota de Óleo”.

O valor aceito hoje é de:

Carga elétrica no átomo de Bohr

Onde: ∆Q = quantidade de carga excedente no corpo [C]. n = número de cargas excedentes. e = carga elementar (medida por Coulomb) [C] OBS.: Como a carga elétrica é uma grandeza cuja unidade é muito grande, utilizamos prefixos para representá-la, que são:

EXERCÍCIOS (para quem quiser se aprofundar) 1) Na eletrosfera de um átomo de magnésio temos 12 elétrons. Qual a carga elétrica de sua eletrosfera?

2) É dado um corpo eletrizado com carga + 6,4.10-6C. Determine o número de elétrons em falta no corpo.

enQ .][10.6,1 19 Ce

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Lei de Coulomb Como já comentamos anteriormente, o físico francês Charles Augustin de Coulomb (1736 - 1806) estabeleceu, utilizando uma balança de torção, uma relação matemática para a força de interação elétrica entre as cargas. Segundo Coulomb, as cargas elétricas exercem forças entre si. Essas forças obedecem ao princípio da ação e reação, ou seja, têm a mesma intensidade, a mesma direção e sentidos opostos. Cargas de mesma natureza elétrica se repelem e cargas de naturezas elétricas opostas se atraem.

EXPERIÊNCIA 06: Material necessário: Vídeo sobre a Balança de Torção de Coulomb. Procedimento: Assista ao vídeo e tire suas próprias conclusões. Conclusões: __________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ _______________________.

EXERCÍCIOS (para quem quiser se aprofundar)

1) Duas cargas de 8.10-4C e 2.10-3C estão separadas por 6 m, no vácuo.

Calcule o valor da força de repulsão entre elas. 2) Duas cargas elétricas Q1 = 10.10-6C e Q2 = -2.10-6C estão situadas no vácuo e separadas por uma distância de 0,2 m.

Qual é o valor da força de atração entre elas? 3) Uma carga de 10-12 C é colocada a uma distância de 10-5 m de uma carga Q.

Entre as cargas aparece uma força de atração igual a 27.10-4 N.

Determine o valor da carga Q. Considere Kvácuo = 9.109 N.m2/C2

4) É possível uma carga elétrica ser atraída por três outras cargas fixas e permanecer em equilíbrio?

Faça um esquema justificando a resposta. 5) Duas cargas elétricas puntiformes positivas e iguais a Q estão situadas no vácuo a 2 m de distância.

Sabendo que a força de repulsão mútua tem intensidade 0,1 N, calcule Q.

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Campo Elétrico

Existe uma região de influência da carga Q onde qualquer carga de prova q, nela colocada, estará sob a ação de uma força de origem elétrica.

A essa região chamamos de “Campo Elétrico”.

Por definição: Logo: Onde, o “K” é a constante eletrostática do meio e vale ( no vácuo ) :

Convenção de Sinal

Carga positiva = Campo divergente

Carga negativa = Campo convergente

Não acredita? Então assista ao vídeo... EXPERIÊNCIA 07: Material necessário: Vídeo Linhas de Campo Elétrico. Procedimento: Assista ao vídeo e tire suas próprias conclusões. Conclusões: __________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ _______________________. EXERCÍCIOS (para quem quiser se aprofundar) 1) Calcule o campo elétrico criado por uma carga Q = 2.10-6 C, situada no vácuo, em um ponto distante 3.10-2 m de Q. 2) Calcule o valor do campo elétrico num ponto do espaço, sabendo que uma força de 8N atua sobre uma carga de 2C situada nesse ponto.

CN

dQKE 2

.

CN

qFE

2

2910.9 C

mNK vácuo

10

3) Devido ao campo elétrico gerado por uma carga Q, a carga q = +2.10-5 fica submetida à força elétrica F = 4.10-2 N.

Determine o valor desse campo elétrico. 4) O corpo eletrizado Q, positivo, produz em um ponto P o campo elétrico, de intensidade 2.105 N/C. Calcule a intensidade da força produzida em uma carga positiva q = 4.10-6 C colocada em P. Potencial Elétrico

A capacidade de realizar trabalho denominamos “Potencial Elétrico da carga Q”, num ponto “P”, independentemente do valor da carga q colocada neste ponto P desse campo. O potencial elétrico, V, é uma grandeza escalar, e é dado por: Onde, o “K” é a constante eletrostática do meio e vale ( no vácuo ):

Convenção de Geometrias Carga Puntiforme

Dipolo Elétrico

Placas paralelas

Voltsd

QKV .

2

2910.9 C

mNK vácuo

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EXPERIÊNCIA 08: Material necessário: Vídeo Linhas de Potencial Elétrico. Procedimento: Assista ao vídeo e tire suas próprias conclusões. Conclusões: __________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ _______________________. PESQUISE E RESPONDA: 1) Em que situações do nosso dia-a-dia podemos observar o efeito do Potencial Elétrico? Resposta: ___________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________. EXERCÍCIOS (para quem quiser se aprofundar) No campo elétrico produzido por uma carga pontual Q = 4.10-7 C, calcule o potencial elétrico em um ponto P, situado a 2m de Q. O meio é o vácuo.

Trabalho e Diferença de Potencial Elétrico

O trabalho realizado pela força elétrica, no deslocamento de uma carga q de um ponto A até um ponto B, pode ser calculado a partir dos potenciais dos pontos A e B.

AB = q (VA - VB)

AB = q.U

= trabalho (J) U = diferença de potencial (V)

EXERCÍCIOS (para quem quiser se aprofundar) 1) Num campo elétrico, transporta-se uma carga q de 2.10-6C de ponto X até um ponto Y. O trabalho da força elétrica é de 6.10-5J. Determine a ddp entre os pontos X e Y. 2) Uma partícula eletrizada com carga q=7,5 C encontra-se num campo elétrico. A partícula é deslocada de um ponto A (VA=0V) até um ponto B (VB=18V). Qual o trabalho da força elétrica?

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Potencial Elétrico Terrestre A Terra se comporta como uma gigantesca massa q tem um campo ao seu entorno da ordem 100 V/m. ( 0V é no chão )

Uma pessoa de 1,80m estaria sujeita a 180V?

NÃO, pois ela está aterrada!!... O Campo é deformado ao seu redor... Observe a figura abaixo:

Mas mesmo assim devemos tomar cuidado, pois a descarga que pode vir rompe esta barreira Veja o vídeo do cidadão levando a descarga e entenda porque.

CAPÍTULO 2

ELETRODINÂMICA Parte do Eletromagnetismo que estuda as cargas elétricas em “movimento”. Corrente Elétrica

As cargas elétricas em movimento ordenado constituem a corrente elétrica. As cargas elétricas que constituem a corrente elétrica são os elétrons livres, no caso do sólido, e os íons, no caso dos fluídos.

tQI

Onde:

I = corrente elétrica (A)

Q = carga elétrica (C)

Q = n.e

t = tempo (s)

n = número de cargas

e = carga elementar = 1,6.10-19 C Tipos de corrente

Corrente contínua

É aquela cujo sentido se mantém constante.

Ex: corrente de uma bateria de carro, pilha, etc.

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Corrente alternada

É aquela cujo sentido varia alternadamente. É produzida nas usinas, através das turbinas..

Ex: corrente usada nas residências.

EXPERIÊNCIA 09: Material necessário: Vídeo sobre Itaipu. Procedimento: Assista ao vídeo e tire suas próprias conclusões. Conclusões: __________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ _______________________.

EXERCÍCIOS (para quem quiser se aprofundar) 1) Por uma secção transversal de um fio de cobre passam 20C de carga em 2 segundos.

Qual é a corrente elétrica?

2) Em cada minuto, a secção transversal de um condutor metálico é atravessada por uma quantidade de carga elétrica de 12C.

Qual a corrente elétrica que percorre o condutor?

3) Um condutor metálico é percorrido por uma corrente de 10.10-3A.

Qual o intervalo de tempo necessário para que uma quantidade de carga elétrica igual a 3C atravesse uma secção transversal do condutor?

4) O filamento de uma lâmpada é percorrido por uma corrente de 2A.

Calcule a carga elétrica que passa pelo filamento em 20 segundos.

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Lei de OHM Estudando a corrente elétrica que percorre um resistor, Georg Simon Ohm (1787 – 1854) determinou, experimentalmente, que a resistência R é constante para determinados tipos de condutores.

IRV . Onde:

V = diferença de potencial - ddp (V)

R = resistência elétrica () I = corrente elétrica (A)

Georg Simon Ohm

EXERCÍCIOS (Interessante fazer) 1) Determine a ddp que deve ser aplicada a um resistor de resistência 6 para ser atravessado por uma corrente elétrica de 2A. Resposta: ___________________________ _______________________. 2) Um chuveiro elétrico é submetido a uma ddp de 220V, sendo percorrido por uma corrente elétrica de 10A.Qual é a resistência elétrica do chuveiro? Resposta: ___________________________ _______________________.

3) Nos extremos de um resistor de 200, aplica-se uma ddp de 24V. Qual a corrente elétrica que percorre o resistor? Resposta: ___________________________ _______________________. Associação de Resistências em Série

Vários resistores estão associados em série quando são ligados um em seguida do outro, de modo a serem percorridos pela mesma corrente. EXPERIÊNCIA 10: Material necessário:

Pilha, lâmpada e fios. Grafite.

Procedimento: Conecte a lâmpada com a pilha, mas deixe um dos fios em aberto. Insira o grafite em série e observe o que acontece com a lâmpada quando se desliza o fio sobre o grafite. Conclusões: __________________________ ____________________________________ ____________________________________ _______________________.

21 RRReq

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EXERCÍCIOS (para quem quiser se aprofundar)

Duas resistências R1 = 1 e R2 = 2 estão ligadas em série a uma bateria de 12 V. Calcule:

a) a resistência equivalente.

b) a corrente total do circuito. Associação de Resistências em Paralelo Vários resistores estão associados em paralelo quando são ligados pelos terminais de modo que fiquem submetidos à mesma ddp.

EXERCÍCIOS 1) Um fogão elétrico contém duas resistências iguais de 50 Determine a resistência equivalente da associação quando essas resistências forem associadas em paralelo.

2) Na associação da figura abaixo, a corrente que passa por R1 é 3A. (a tensão da bateria é de 12V)

Calcule:

a) a resistência equivalente, se R1 = R2

b) a corrente que passa por R2.

Potência em um resistor

Em eletrodinâmica, a quantidade de energia transformada por unidade de tempo é denominada potência elétrica.

IVP . Onde:

P = potência dissipada (W) V = ddp aplicada na resistência (V)

I = corrente elétrica (A)

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111RRReq

RVPouIRP

IRVIVP

22.

..

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EXERCÍCIOS (para quem quiser se aprofundar) 1) Quando uma lâmpada é ligada a uma tensão de 120V, a corrente que flui pelo filamento da lâmpada vale 1A.Qual a potência da lâmpada?

2) De acordo com o fabricante, um determinado resistor de 100pode dissipar, no máximo, potência de 1 W.Qual é a corrente máxima que pode atravessar esse resistor?

3) Calcule a corrente que percorre o filamento de uma lâmpada de 120V e 60W.

4) Em um resistor, de resistência igual a 10 passa uma corrente com intensidade de 2A.Calcule a potência dissipada no resistor.

Energia Elétrica

A energia consumida em um resistor, em um dado intervalo de tempo, é diretamente proporcional a potência dissipada.

tPE . Onde:

E = energia (J, KWh)

P = potência (W) t = tempo (s)

No SI a unidade de energia é o joule (J), mas também é muito utilizado o kWh.

1kWh é a energia consumida, com potência de 1kW, durante 1 hora. EXERCÍCIOS (obrigatório) 1) Qual é o consumo de energia, durante um mês, em kWh, de um chuveiro de 4000W, que é utilizado meia hora por dia?

2) Qual é o consumo de energia, em kWh de uma lâmpada de 60W que fica acesa 5h por dia durante os 30 dias do mês?

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3) Em um ferro elétrico, lê-se a inscrição 600W-120V.

Isso significa que, quando o ferro elétrico estiver ligado a uma tensão de 120V, a potência desenvolvida será de 600W.

Calcule a energia elétrica (em kWh) consumida em 2h.. 4) Uma lâmpada de 100W permanece acesa durante 20h.

a) Determine a energia elétrica consumida em kWh

b) Determine o custo que essa lâmpada representa considerando o preço do kWh igual a R$ 0,12. PESQUISE E RESPONDA: 1) Você conhece alguma forma de obtenção de Energia Elétrica sem ser através da usina hidroelétrica? Resposta: ___________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________.

Choque Elétrico Generalidades: São de conhecimento geral os perigos que representam o contato físico humano com rede de energia elétrica. A morte sobrevém de situações muito variadas; assim não é incomum a eletrocução mortal em redes de 127V, 220V ou 440V e, caso curioso, são freqüentes casos de eletrocução sem morte em redes de 13,8KV, 69KV ou mesmo 220KV, redes de muito alta tensão. A explicação para estes fenômenos ainda são é contraditória e é difícil de encontrar na literatura atual. Vamos aqui apresentar uma análise baseada em biografias idôneas. Efeitos fisiológicos da corrente elétrica: Os efeitos provocados no corpo humano pela passagem da corrente elétrica dependem : “influência objetiva” a) Da intensidade da corrente. b) Do percurso da corrente pelo corpo. c) Da freqüência da corrente. d) Do tempo de exposição. “influência subjetiva” e) Do estado psicológico do indivíduo. f) Da idade. g) Da propensão à problemas de ordem

cardíaca. É de se salientar que, em nenhum dos itens mencionados, foram feitas referências à tensão elétrica. Com efeito, ela não é responsável pela morte por eletrocução, quando muito poderemos dizer que com uma tensão elétrica mais elevada são maiores as possibilidades de se atingirem gamas de correntes mortais.

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Mecanismos de eletrocução: Existem, basicamente, 02 teorias, que explicam como se dá o mecanismo pelo qual uma corrente elétrica produz eletrocução:

Teoria Cardíaca

Teoria Respiratória Na teoria cardíaca não haveria esperança de reanimação e o indivíduo fatalmente morreria. O indivíduo, ao ser atravessado pela corrente elétrica, teria os movimento do coração arritmados (processo chamado fibrilação) e, conseqüentemente, a parada do processo circulatório, MESMO APÓS TER SIDO AFASTADO DA CORRENTE. Na teoria respiratória, haveria esperanças de reanimação e o indivíduo teria boas possibilidades de sobrevivência. O indivíduo, ao ser atravessado pela corrente elétrica, teria o movimento dos músculos toráxicos dificultados (processo chamado de crispação) e, consequentemente, a necessidade do indivíduo de maior oxigenação (situação análoga ao do afogado) . As teorias, cada uma por si só, são insuficientes para explicarmos diferentes fenômenos de eletrocução; no entanto, elas se completam e nos dão uma visão bastante razoável destes processos de morte. EXPERIÊNCIA 11: Material necessário: Vídeo sobre a Cadeira Elétrica. Procedimento: Assista ao vídeo e tire suas próprias conclusões. Conclusões: ________________________ __________________________________ __________________________________ __________________________________ __________________________________ __________________________________ _______________________.

Probabilidades de morte em eletrocução: Podemos resumir tudo no quadro abaixo: Corrente Efeitos % de Morte

menor do que 1 mA

inofensivos sem

sensação dolorosa

zero

Entre 1mA e 50

mA

asfixia lenta Baixa, desde que o tempo seja

pequeno e que seja socorrido a

tempo Entre

50mA e 5A

Fibrilação ventricular

é a faixa mortal

Acima de 5A

Grandes queimaduras

internas e externas.

Vão de 50% em diante,

dependendo da corrente.

Algumas observações são importantes: 1 ) A CORRENTE CONTÍNUA provoca a decomposição eletrolítica do sangue com liberação de toxinas que podem originar anemia e envenenamento (acontece de 15 a 20 dias após a eletrocução). 2 ) As corrente de ALTA FREQUÊNCIA tem efeitos fisiológicos interessantes. Com o aumento da freqüência, a sensibilidade humana vai diminuindo, de tal modo que, para correntes do ordem de 10 kHz, o perigo de eletrocução desaparece (é por isso que temos o bisturi elétrico, largamente utilizado em cirurgias médicas) . 3 ) O ser Humano, mesmo sendo condutor, apresenta uma certa resistência à passagem da corrente elétrica.

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Resistência do corpo humano: Como regra geral, podemos dizer que a resistência que o ser humano oferece à passagem de corrente elétrica varia de 200 Ω a 100 kΩ. Só em casos muito excepcionais, a resistência do corpo humano apresenta resistência inferior a 200 Ω (indivíduo molhado, por exemplo ). Se considerarmos a corrente mortal como sendo 50 mA e a resistência do indivíduo como sendo 2000 Ω, então teremos :

VoltsVV

IRV

10005,0.2000

.

Existe uma tensão considerada tensão de segurança absoluta, padronizado pela em 24 volts . Um choque de 127 volts, para uma pessoa de resistência de 2000 Ω, É MORTAL, pois:

)(5,63.2000127

.

cardíacafaixamAII

IRV

Um choque de 127 volts, para uma pessoa de resistência de 10000 Ω, Não é MORTAL, pois:

)(7,12.10000127

.

iarespiratórfaixamAII

IRV

Para uma pessoa botar a mão na tomada de 127 volts e não sentir nada deveria ter uma resistência de:

)(127001,0.127

.

humanoserdofaixadaforaKRR

IRV

CAPÍTULO 3

Magnetismo Os primeiros indícios do que viria a se chamar “magnetismo” foram na Grécia antiga por volta de 4000 anos atrás. Por estes tempos era conhecido o fenômeno da atração (sempre atração) exercida sobre o ferro por um material chamado Magnetita (ou Magnete). Princípios do Magnetismo Ficou estabelecido que:

Pólos iguais se repelem

Pólos opostos se atraem.

Tipos de Materiais quanto ao Magnetismo Ferromagnéticos Possuem Forte Atração Ferro Níquel Cobalto

Diamagnéticos Possuem Fraca Repulsão Prata Chumbo Cobre

Paramagnéticos Possuem Fraca Atração Alumínio Magnésio

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EXPERIÊNCIA 12: Material necessário: Vídeo sobre a Atração e Repulsão Magnética. Procedimento: Assista ao vídeo e tire suas próprias conclusões. Conclusões: ________________________ __________________________________ __________________________________ __________________________________ __________________________________ __________________________________ _______________________. Campo magnético

Toda região ao redor de um imã ou de um condutor percorrido por corrente elétrica é denominada de “Campo Magnético” e é representado pela letra B. A unidade de B no SI é o Tesla (T). A própria Terra se comporta como uma barra imantada, um dipolo magnético. A intensidade desse campo dipolar é de 60.10-6 T nos pólos e de 30.10-6 T no equador. Mais de 99% desse campo magnético terrestre é, supostamente, produzido no núcleo do planeta, entre 2.900 e 5.000 km de profundidade.

A presença do campo magnético terrestre contribui para assegurar a vida na Terra, pois regula a atividade de muitos animais, como por exemplo, a orientação das aves migratórias, e funciona como um escudo protetor contra partículas presentes no vento solar. Veja o vídeo sobre a origem do Campo Magnético na terra. Outro magnífico Fenômeno criado pelo Campo Magnético Terrestre é a Aurora Boreal.

Campo magnético criado por um condutor retilíneo As linhas de campo são circulares e concêntricas ao fio por onde passa a corrente elétrica e estão contidas num plano perpendicular ao fio

RI

B o

..2.

Onde: B = intensidade do vetor campo magnético em

um ponto (T)

= permeabilidade magnética do meio (T.m/A)

r = distância do ponto ao fio (m)

0 = 4.. 10-7 T.m/A (no vácuo)

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Regra da mão direita

Segure o condutor com a mão direita de modo que o polegar aponte no sentido da corrente. Os demais dedos dobrados fornecem o sentido do vetor campo magnético, no ponto considerado.

EXERCÍCIOS (para quem quiser se aprofundar) 1) Um fio retilíneo e longo é percorrido por uma corrente elétrica contínua i = 2A.

Determine o campo magnético num ponto distante 0,5m do fio. Adote 0 = .1-7 T.m/A. 2) Um condutor reto e extenso é percorrido por uma corrente de intensidade 2A.

Calcular a intensidade do vetor campo magnético num ponto P localizado a 0,1 m do condutor. O meio é o vácuo.

3) A 0,4 m de um fio longo e retilíneo o campo magnético tem intensidade 4.10-6 T.

Qual é a corrente que percorre o fio? Adote 0 = .1-7 T.m/A

Força Magnética Somente o magnetismo não gera força. É necessário que haja a presença da carga elétrica, ou seja, da corrente elétrica.

Uma carga elétrica q lançada dentro de um campo magnético B, com uma velocidade v, sofre a ação de uma força F. EXPERIÊNCIA 13: Material necessário: Vídeo sobre Força Magnética. Procedimento: Assista ao vídeo e tire suas próprias conclusões. Conclusões: __________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ _______________________. PESQUISE E RESPONDA: 1) Você lembra de alguma situação em que usamos a força eletromagnética? Resposta: ___________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________.

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RESPONDA: 1) Cada figura abaixo tem um princípio de funcionamento. Você seria capaz de explicar?

Resposta: ___________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________.

Resposta: ___________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________.

Resposta: ___________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________.

Resposta: ___________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________.

F.I.M.