ELEMENTOS BÁSICOS
DE ELETRICIDADE
FÍSICA 2
Eng. Civil
Prof. Wagner Sindici
CORRENTE ELÉTRICA
É o movimento ordenado de cargas dentro de um condutor, obtida pela
aplicação de uma tensão entre dois pontos, continuamente ou durante um
certo tempo.
A carga em condutores sólidos é o elétron, em condutores fluidos é o íon.
É grandeza vetorial e seu módulo é dado por 𝑖 =
∆𝑞
∆𝑡
(carga sobre tempo)
Unidade: ampère, símbolo A,
sendo 1A = 1C/s
CORRENTE CONTÍNUA E ALTERNADA

Corrente contínua (CC em português) (DC em inglês)
é constante com o tempo (pilhas, acumuladores, circuitos eletrônicos e
outros).
 Corrente alternada (CA em português) (AC em inglês)
é aquela que varia com o tempo, geralmente de forma senoidal, repetindo 60
ciclos/s ou 60 Hz (motores, geradores, transformadores, retificadores,
instalações elétricas industriais e prediais. Analogia Com Sistema Hidráulico
:Pressão para elevar um líquido para um nível superior seria a tensão. O
líquido em escoamento seria a corrente.
ENERGIA E TENSÃO ELÉTRICA
Energia:
 É a condição necessária para realizar
trabalho.
Diferença de Potencial (ddp), Tensão
elétrica ou Voltagem:
 É a ddp entre dois pontos, o impulso
necessário para que a carga elétrica entre
em movimento.
 Unidade
 volt, símbolo V
 Símbolo: U
POTÊNCIA E ENERGIA ELÉTRICA
Potência
 É uma grandeza escalar que relaciona o trabalho realizado em um
determinado tempo.
𝜁
𝑃𝑜𝑡 = Δ𝑡
Potência de 1 watt
 desenvolvida quando se realiza o trabalho de um joule, em cada
segundo, contínua e uniformemente.
Unidade de potência
 : watt, símbolo W. Exemplo: Uma potência de 500 W significa que
foi realizado um trabalho de 500 joules em 1 segundo. O joule é
a unidade de energia. Nos circuitos de corrente alternada o joule
toma o nome de:· volt-ampère-segundo , VAs ou watt.
segundo energia aparente· Ws ou var.segundo, Vars energias ativ
a ou reativa.
Unidade de energia
 Watt hora (Wh)Quando o tempo é expresso em hora e a potência
em watt a unidade de energia será deum watt hora. Relação
entre o Watt hora e o joule1 Watt hora = (1 joule / segundo)
hora1 hora = 3600 sSubstituindo:1 Watt hora = (1 joule /
segundo) 3600 segundos = 3600 joulesPortanto:1 Wh = 3600 J

CÁLCULO DO CUSTO DE ENERGIA
ELÉTRICA 𝑪𝒖𝒔𝒕𝒐 = 𝑷𝒐𝒕. 𝒕. 𝑹$
A conta de energia elétrica é dada em kWh.
Exemplo: A conta de energia de uma
residência de classe média, registrou um
consumo de 372 kWh e incluindo impostos, um
custo de R$ 110,70, isto é:1 kWh custa R$
0,297/kWh. Nela residem 6 pessoas que levam
no banho, 10 minutos cada, isto é, 60 minou
1h por dia. O chuveiro elétrico da casa tem
uma potência de 5400 W. Logo o consumo de
energia diário será de 5400 Wh ou 5,4 kWh, e
o custo diário será de 5,4 x 0,297 , isto é R$
1,60 / dia. Considerando um mês de 30 dias:
R$ 48,10/mês. Pode-se notar que 43% da
conta de energia é devido ao uso do chuveiro
elétrico!
Resistores e Resistência Elétrica
Conceito
Resistor é todo dispositivo elétrico que transforma
exclusivamente energia elétrica em energia térmica.
Simbolicamente é representado por:
Alguns dispositivos elétricos classificados como
resistores são: ferro de passar roupa, ferro de soldar,
chuveiro elétrico, lâmpada incandescente, etc.
Resistência Elétrica
A resistência elétrica (R) é uma medida da oposição
ao movimento dos portadores de carga, ou seja, a
resistência elétrica representa a dificuldade que os
portadores
de
carga
encontram
para
se
movimentarem através do condutor. Quanto maior
a mobilidade dos portadores de carga, menor a
resistência elétrica do condutor.
Isto significa que para uma aparelho aquecer, ele
deve ter baixa resistência para obter alta corrente,
logo, corrente elétrica e resistência elétrica, são
grandezas inversamente proporcionais.
Fato este, comprovado pela primeira lei de Ohm,
expressa matematicamente por:
𝑈
𝑅=
𝑖
A unidade, no SI, para resistência é o ohm (Ω)
Fusíveis Elétricos
O fusível elétrico é um elemento utilizado nos circuitos elétricos como
segurança. Trata-se de um condutor (resistor) que age como um
elemento de proteção aos demais elementos de um circuito. Para
isto, o fusível suporta, no máximo, um determinado valor de corrente
elétrica; acima deste valor, o calor produzido por efeito Joule é tal
que funde (derrete) o fusível.
O material empregado nos fusíveis tem, em geral, baixa temperatura
de fusão. Alguns materiais utilizados são: o chumbo, que apresenta
temperatura de fusão da ordem de 327 °C; o estanho, com
temperatura de fusão da ordem de 232 °C; ou ligas desses metais.
O fio de metal é montado em um cartucho ou em uma peça de
porcelana. O fusível é construído de maneira a suportar a corrente
máxima exigida por um circuito para o seu funcionamento. Assim,
podemos ter fusíveis de 1 A ; 2 A ; 10 A ; 30 A, etc.
Em circuitos elétricos, os fusíveis são representados pelo símbolo a
seguir
Capacitores
Capacitores – ou condensadores – são
dispositivos
elétricos
responsáveis
por
armazenar energia. Os Capacitores diferem
das
pilhas
ou
baterias,
por poderem
descarregar rapidamente a sua carga. A pilha
ou a bateria demoram alguns minutos para se
descarregarem. Nas pilhas ou baterias, ocorre
a produção de elétrons em um dos seus pólos
e
a
absorção
em
outro.
Nos
Capacitores
existem
duas
placas
metálicas que armazenam cargas opostas e
separadas por um material isolante, como o
vidro, o papel ou a parafina, o que é chamado
de dielétrico
Aplicações dos Capacitores
Devido
à
característica
dos
Capacitores
de
se
descarregarem rapidamente, eles são utilizados em
equipamentos que necessitam de uma grande quantidade de
energia instantaneamente. Os flashes das máquinas
fotográficas ou a imagem das televisões são exemplos de
mecanismos que necessitam de uma grande quantidade de
energia rapidamente. Portanto, nestes equipamentos são
empregados os Capacitores.
Outra aplicação dos Capacitores é para corrigir as
ondulações de uma corrente elétrica. Neste caso o capacitor
uniformiza a corrente elétrica absorvendo o excesso de
energia durante os picos e suprindo quando ocorrem as
quedas. Se associados a indutores, os Capacitores formam
osciladores, muito empregados para o funcionamento de
relógios de quartzo e transmissores de rádio AM
Eletromagnetismo - Imãs
Imã é todo corpo que exibe propriedades magnéticas, tais
como:
• Atrair pedaços de ferro e alguns outros metais;
• Exercer forças mútuas de atração ou de repulsão;
• Orienta-se em uma direção determinada na terra quando
pode girar livremente.
Os ímãs são naturais ou artificiais. Os ímãs naturais
se constituem de magnetita. Os ímãs artificiais são
obtidos pela imantação (magnetização) de certos materiais
denominados ferros magnéticos, como ferro, níquel,
cobalto e algumas ligas metálicas.
Todo ímã possui regiões cujas propriedades se manifestam
com a máxima intensidade, ou seja, os pólos do imã. Um ímã
capaz de girar livremente orienta-se segundo a direção do
meridiano geográfico local.
O pólo que se volta para o hemisfério norte denomina-se
Pólo Norte e o outro, Pólo Sul.
Campo Magnético
Dá-se o nome de campo magnético à região do espaço
ao redor de um ímã na qual se manifesta um efeito
magnético.
Portanto, existe campo magnético nas proximidades.
• de um ímã;
• da Terra;
• de uma corrente elétrica;
• de uma carga elétrica em movimento.
Para caracterizar o campo magnético (módulo, direção
e sentido) num ponto do espaço, utiliza-se o vetor
Na representação do campo magnético, utilizamse as linhas de indução cujas propriedades
fundamentais
são:
• Uma linha de indução é tangente ao vetor
indução no ponto considerado.
• A linha de indução sai do pólo norte de um imã
e entra no pólo sul.
• A linha de indução é sempre fechada.
• A densidade de linhas de indução, através de
uma superfície, dá uma idéia do módulo do vetor
indução magnética.
Campo Magnético Terrestre
Pode-se comparar a terra a um imenso ímã,
cujo pólo norte geográfico situa-se próximo ao
pólo sul magnético, e cujo o pólo sul
magnético situa-se próximo ao pólo norte
geográfico.
Modernamente, considera-se que o campo
magnético terrestre é provocado por correntes
elétricas no núcleo de ferro contido na Terra.
O campo magnético terrestre é variável devido
às correntes elétricas na ionosfera e as
tempestades magnéticas
relacionadas à atividade magnética do sol.
1. (CESCEM-SP) Quando uma barra de
ferro é magnetizada, são:
a) Acrescentados elétrons à barra.
b) Retirados elétrons da barra.
c) Acrescentados ímãs elementares á barra.
d) Retirados ímãs elementares da barra.
e) Ordenados os ímãs elementares da
barra.
2. (UFSC) O pólo norte do ímã bússola aponta
aproximadamente para o Norte Geográfico porque:
01) O Norte Geográfico é aproximadamente o Norte
Magnético.
02) O Norte Geográfico é aproximadamente o Sul
Magnético.
04) O Sul Geográfico é aproximadamente o Norte
Magnético.
08) O Sul Geográfico é aproximadamente o Sul
Magnético.
16) A Terra comporta-se como um ímã
32) Os pólos geográficos e magnéticos são
coincidentes entre si.
64) Os pólos geográficos e magnéticos não
coincidem entre si.
3. (USP-SP) Um ímã em forma de barra foi
quebrado em três pedaços, como mostra a
figura. Verificando-se as propriedades
magnéticas de cada uma destas partes
acharemos que:
a) As três partes são ímãs completos.
b) A parte A possui somente o pólo norte.
c) A parte B não possui nenhum pólo magnético.
d) A parte C apresenta somente o pólo sul.
e) Nenhum das partes se comporta como um
ímã completo.
Campo Magnético próximo a
um Condutor Retilíneo
Campo Magnético Espira Circular
Campo Magnético em Solenóide
6. (VUNESP) A figura abaixo representa um condutor
retilíneo, percorrido por uma corrente i, conforme a
convenção indicada.
O sentido do campo magnético no ponto P, localizado no
plano da figura, está:
a) Contrário ao da corrente.
b) Saindo perpendicularmente da página.
c) Entrando perpendicularmente na página.
d) Para a sua esquerda, no plano do papel.
e) Para a sua direita, no plano do papel.
FORÇA MAGNÉTICA SOBRE CARGAS
Quando uma carga elétrica se move no interior de um campo
magnético, experimenta a ação de uma força magnética.
As características da força magnética, que atua sobre esta carga,
foram determinadas inicialmente pelo físico holandês Hendrik Antoon
Lorentz (1853-1920). Lorentz verificou que a intensidade da força
magnética pode ser obtida da expressão:
9. (PUC-PR) Uma partícula com carga de
2μC penetra em um campo magnético de
3 T, com velocidade de 72 000 km/h,
perpendicular ao vetor indução magnética.
Sobre a partícula passa atuar uma força de:
a) 432 000 N
b) 120 000 N
c) 0,12 N
d) 0,432 N
e) 0,04 N
10.(UFSC) Uma carga elétrica negativa, ao atravessar uma região de
campo magnético, perpendicular à sua velocidade, como mostra a
figura:
01)
02)
04)
08)
16)
32)
64)
Será desviada para baixo, no plano da página.
Será desviada para fora da página.
Será desviada para dentro da página.
Será desviada para cima, no plano da página.
Descreverá uma trajetória circular em sentido anti-horário.
Descreverá uma trajetória circular em sentido horário.
Descreverá uma trajetória helicoidal.
11.(PUC-PR) Uma superfície quadrada
10cm de lado está imersa em um campo
magnético cuja indução é, em todos os
pontos, B = 10-3 teslas. Se a superfície
forma 90° com as linhas de força do
campo, qual o valor do fluxo magnético, em
Wb?
12. (UNIV. FED. VIÇOSA-MG) A figura ao lado representa
um solenóide ligado a um galvanômetro. Se introduzirmos
um ímã no interior do solenóide, retirando-o em seguida
podemos afirmar que:
01) O galvanômetro não acusará corrente durante a
movimentação do ímã.
02) Somente haverá corrente no galvanômetro com a
aproximação do ímã ao solenóide.
04) As correntes no galvanômetro terão um sentido com a
aproximação do ímã e sentido oposto com o afastamento
do ímã.
08) A intensidade da corrente depende da velocidade do ímã.
16) A intensidade da corrente depende do número de espiras
do solenóide.