ELETRODINÂMICA 1- DEFINIÇÃO É o ramo da eletricidade que estuda as cargas elétricas em movimento bem como seus efeitos. 2- CORRENTE ELÉTRICA E SEUS EFEITOS É o movimento ordenado de partículas portadoras de carga elétrica; no caso de fio metálico, somente os elétrons podem se movimentar. 2.1- Sentido da Corrente Elétrica • O sentido da corrente elétrica é o mesmo sentido do movimento dos elétrons. Desloca-se do potencial menor (pólo negativo) para o potencial maior (pólo positivo). Este é o sentido real da corrente elétrica. • Entretanto, adota-se um sentido convencional, que é o do deslocamento imaginário das cargas positivas, do potencial maior para o menor. 2.2- INTENSIDADE DE CORRENTE ELÉTRICA (i) Considerando um condutor metálico de secção transversal (A), define-se corrente elétrica (i) como a razão entre a quantidade de carga (Q) que atravessa a secção transversal (A) em um intervalo de tempo (t): i q t ou q i.t Nos condutores metálicos, sendo Q = n . e, podemos escrever: i n.e t 2.3- UNIDADE A unidade de corrente elétrica no Sistema Internacional de Unidade é o ampère (A): 1 A= 1C/s Submúltiplos do ampère: o miliampère (mA) e o microampère ( A). 2.4- EFEITOS DA CORRENTE ELÉTRICA •Efeito térmico ou efeito joule; • Efeito luminoso; • Efeito magnético; • Efeito químico; • Efeito fisiológico. Tensão Elétrica (U) 2.5- GRÁFICO 2.6- TIPOS DE CORRENTE ELÉTRICA a) Corrente Contínua (CC)- Não varia o sentido nem a intensidade. Ex. Pilhas e baterias. b) Corrente Alternada (AC)- Varia o sentido e a intensidade. Ex. Residências e indústrias. 3- TENSÃO ELÉTRICA OU D.D.P (DIFERENÇA DE POTENCIAL) É a grandeza que informa o quanto de energia elétrica (Eel) é necessário para transportar uma quantidade de carga (Q) entre os terminais do condutor. Representa-se por U. A tensão elétrica vem expressa em J/C e denomina-se volt (V). 4- RESISTÊNCIA ELÉTRICA (R) É a medida do grau de oposição à passagem do elétron num meio material. Isso ocorre devido ao choques dos elétrons livres com os elétrons do condutor convertendo energia elétrica em térmica. Denomina-se resistor o elemento do circuito elétrico cuja função exclusiva é converter energia elétrica em energia térmica. Como exemplos de resistores podemos citar: o filamento de tungstênio de uma lâmpada incandescente, os fios condutores enrolados na forma de espiral, encontrados nos chuveiros elétricos e nos secadores de cabelo. De maneira geral, os resistores podem ser encontrados nos aquecedores. 4.1- REPRESENTAÇÃO 4.2- UNIDADE A unidade da resistência elétrica, no SI, é o ohm, símbolo ( ). O múltiplo e o submúltiplo mais usuais: 6 -6 1 megaohm (1M) = 10 1 microohm (1) = 10 4.3- LEIS DE OHM 1a Lei de Ohm A intensidade da corrente elétrica que percorre um resistor é diretamente proporcional à tensão entre os seus terminais. U i U = R.i U diferença de potencial (DDP), R resistência do resistor, i intensidade da corrente elétrica. CURVA CARACTERÍSTICA DO RESISTOR U R = constante i Os resistores para os quais a resistência não se mantém constante são denominados resistores não-ôhmicos. 2a Lei de Ohm A resistência elétrica R é diretamente proporcional ao comprimento do fio condutor e inversamente proporcional à área de sua secção transversal. R .l A R proporcional a l, R inversamente proporcional a A. R resistência do resistor resistividade do resistor l comprimento do resistor A área da secção transversal do resistor POTÊNCIA ELÉTRICA DE UM RESISTOR A potência dissipada P num trecho AB de um condutor qualquer é dada pelo produto da D.D.P.(U) entre os pontos A e B, pela intensidade da corrente elétrica i entre esses pontos: P = U.i ou P = i2.R ou P = U2 R A unidade de potência elétrica no Sistema Internacional de Unidades é Watt (W) 1 w = 1 J/s Sabe-se: 1 kw = 1 kilowatt = 103 w 1 Mw = 1 megawatt = 106 w ENERGIA ELÉTRICA Sabe-se: E = P (Kw). t(h) A unidade de energia elétrica no sistema usual (kwh). 1 kwh = 3,6 106 J GASTO G = P(Kw). t(h).R$ ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES Basicamente, existem duas maneiras distintas de associá-los: em série e em paralelo. Em qualquer associação de resistores, denomina-se resistor equivalente o resistor que faria o mesmo que a associação. 1- ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES EM SÉRIE • Um circuito elétrico com resistores ligados um em seguida ao outro, de modo a oferecer um único trajeto para a corrente, é chamado de circuito em série. a) A intensidade da corrente i é a mesma em todos os resistores. U = U1+ U2+ U3+ ... + UN c) Resistência do resistor equivalente: Req = R1+ R2+ R3 +... + RN b) A tensão U na associação é igual à soma das tensões em cada resistor: 2- ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES EM PARALELO • Quando dois ou mais resistores estão ligados por meio de dois pontos em comum no circuito, de modo a oferecer trajetos separados para a corrente, tem-se um circuito em paralelo. a) A tensão U é a mesma em todos os resistores, pois estão ligados nos mesmos terminais A e B. b) A corrente i na associação é igual à soma das correntes em cada resistor: c) Resistência do Resistor Equivalente c1) Regra Geral i = i1+ i2+ i3+ ... + in 1 1 1 1 1 ... Req R1 R2 R3 RN c2) Resistência do resistor equivalente de apenas dois resistores em paralelo (regra do produto pela soma): Req R1 .R2 R1 R2 A resistência do resistor equivalente de n resistores R, iguais, pode ser calculada usando-se: Req 3- ASSOCIAÇÃO MISTA Encontram-se resistores associados em série e em paralelo. R N