C AP. 9 C ORRENTE E LÉTRICA (C IRCUITO E LÉTRICO S IMPLES ) Prof. Helton Luiz 2012 O QUE É NECESSÁRIO PARA QUE UM APARELHO ELÉTRICO FUNCIONE ? Um brinquedo Um rádio Uma lanterna Uma lâmpada Estes aparelhos só funcionam quando estão alimentados por uma FONTE/GERADOR de energia elétrica. C OMPONENTES ELÉTRICOS DA LANTERNA Pilhas, lâmpada, interruptor, contatos e mola metálica e o terminal da lâmpada, formam o circuito elétrico da lanterna. C IRCUITO ELÉTRICO SIMPLES fios de ligação Fonte/Gerador Energia Elétrica Receptor/ Aparelho Elétrico interruptor Apesar de não vermos a fonte e os fios de ligação, existe um circuito elétrico que nos permite acender uma lâmpada em nossa Geradores Elétricos X Receptores Elétricos Gerador → dispositivos que realizam a transformação de uma forma qualquer de energia em energia elétrica. Ex: pilhas, baterias, usina (hidrelétrica, nuclear...) Receptor → dispositivos que converte energia elétrica em outro tipo de energia como mecânica, sonora etc. Ex: lâmpada, rádio, brinquedo. O QUE É C ORRENTE E LÉTRICA ? Movimento ordenado de portadores de carga devido ao estabelecimento de um campo elétrico (diferença de potencial). Nos metais os Nos líquidos e/ou portadores de carga gases os portadores são os elétrons. de carga são os íons. C ÁLCULO DA C ORRENTE E LÉTRICA Quando uma quantidade de carga líquida (Q) passa através de uma seção reta num intervalo de tempo (∆t), dizemos que foi estabelecida uma corrente elétrica. Quem cria a ddp são as pilhas, baterias. Nas tomadas da nossa residência (neutro e a fase). C ORRENTE E LÉTRICA C ONVENCIONAL X R EAL C ORRENTE E LÉTRICA C ONTÍNUA (CC) X A LTERNADA (CA) i não varia com o tempo. Ex: pilhas, baterias. i varia periodicamente com o tempo. Ex: em nossas casas. S IMBOLOGIA DE ALGUNS ELEMENTOS DE UM CIRCUITO Bateria Fonte Alternada Interruptor Resistência Lâmpada Amperímetro Voltímetro Exemplos: S IMBOLOGIA DE ALGUNS ELEMENTOS DE UM CIRCUITO R ESISTÊNCIA E LÉTRICA Propriedade dos materiais de limitar a intensidade da corrente elétrica. Para caracterizar a oposição que um condutor oferece à passagem de corrente através dele → Resistência Elétrica Importante: - Quanto maior R → maior a oposição à i → menor i - Quanto menor R → menor a oposição à i → maior i R ESISTÊNCIA E LÉTRICA Importante: - Se um trecho do circuito possuir uma resistência muito pequena (desprezível) , este trecho será representado por uma linha cheia (não-quebrada); - A intensidade da corrente elétrica num circuito simples tem sempre o mesmo valor; - Cuidado com expressões: “esta lâmpada consome muita corrente elétrica...” - O que ocorre é um decréscimo de potencial (queda de tensão) ao longo da resistência; - Voltímetro; L EI DE OHM O que é um condutor ôhmico? R → independente de V e de i Vαi Para um grande número de condutores (principalmente os metais), o valor da resistência permanece constante, não dependendo da ddp aplicada ao condutor. A PLICATIVO Montagem de circuitos em série e em paralelo. http://phet.colorado.edu/en/simulation/circuitconstruction-kit-dc P RINCÍPIO G ERAL DE C ONSERVAÇÃO DE E NERGIA Pelo Princípio Geral de Conservação da Energia: A Energia não pode ser criada e nem destruída, apenas transformada. Menor Potencial Menor Energia Maior Potencial Maior Energia E FEITOS DA C ORRENTE E LÉTRICA P OTÊNCIA E LÉTRICA Definimos Potência Elétrica, para qualquer equipamento Elétrico, como sendo a quantidade de energia transformada (∆E) num correspondente intervalo de tempo (∆t). Matematicamente: P=V.i Unidade: Watt (W) E FEITO J OULE Sempre que uma corrente elétrica passar por um condutor metálico e houver transformação de energia elétrica em energia térmica (calor) → chamamos este fenômeno de Efeito Joule. 2 P=r.i Unidade: Watt (W) A PLICAÇÕES DO E FEITO J OULE F USÍVEIS Usado para evitar danos causados por valores altos de correntes elétrica, pois limita a mesma. Consiste em um filamento (fio) geralmente de chumbo que derrete e “abre” o circuito se a corrente aumentar acima de um valor limite.