2011/2012FISICA12 ESCOLA SECUNDÁRIA FRANCISCO RODRIGUES LOBO.

Apresentação em tema: "2011/2012FISICA12 ESCOLA SECUNDÁRIA FRANCISCO RODRIGUES LOBO."— Transcrição da apresentação:

1 2011/2012FISICA12 ESCOLA SECUNDÁRIA FRANCISCO RODRIGUES LOBO

2 SUMÁRIO 1. CAMPO E POTENCIAL ELÉTRICO  LEI DE COULOMB E CAMPO ELÉTRICO  ENERGIA E POTENCIAL ELÉTRICO 2. CIRCUITOS ELÉTRICOS  CORRENTE ELÉTRICA  TROCAS DE ENERGIA NUM CIRCUITO ELÉTRICO  EQUAÇÕES DOS CIRCUITOS ELÉTRICOS 3. AÇÃO DE CAMPOS MAGNÉTICOS SOBRE CARGAS EM MOVIMENTO E CORRENTES 10 Aulas 8 Aulas 5 Aulas

3 CAMPO E POTENCIAL ELÉTRICO A. INTERAÇÃO ELETROSTÁTICA Lei de Coulomb e campo elétrico Fenómenos elétricos Tales de Mileto Séc.VI a.c. W. Gilbert Séc. XVI B. Franklin Séc. XVIII Thomson Séc. XIX Interpretação dos fenómenos elétricos Propriedades elétricas Forças atrativas e repulsivas Leis qualitativas da eletrostática

4 CAMPO E POTENCIAL ELÉTRICO B. CARGA ELÉTRICA Lei de Coulomb e campo elétrico Carga elétrica Carga elétrica total de um corpo: Q total = n.e -

5 LEI DA CONSERVAÇÃO DA CARGA ELÉCTRICA Num sistema eletricamente isolado, a carga elétrica ….. q e - = -1,6 x 10 -19 C q p = 1,6 x 10 -19 C Unidade SI de Q: Coulomb (C)

6 COMPORTAMENTO DOS MATERIAIS BONS CONDUTORES: metais; grafite; eletrólitos MAUS CONDUTORES: vidro; cerâmica; plásticos; borracha; …. SEMICONDUTORES: Si; Ge

7 PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO FRICÇÃO (nos isoladores) CONTACTO (nos isoladores e nos condutores) INDUÇÃO (nos condutores) POLARIZAÇÃOELETRIZAÇÃO Distribuição orientada das cargas num corpo neutro Criação de um excesso ou défice de eletrões num corpo neutro Formação de pólos

8 LEI DE COULOMB REPRESENTAÇÃO GRÁFICA F d2d2 ++ +-

9 CONSTANTE DE COULOMB k — CONSTANTE DE COULOMB; CONSTANTE ELETROSTÁTICA No vácuo: k 0 = 9,0 x 10 9 N.m 2.C -2 No ar: k ≈ k 0 = 9,0 x 10 9 N.m 2.C -2 K — caracteriza o meio 4π — evidencia a simetria esférica do meio.

10 PERMITIVIDADE ELÉTRICA — ε ε — Permitividade do meio No vácuo: ε 0 = 8,854 x 10 -12 N -1.m -2.C 2 Permitividade relativa — ε R Exemplo: ε água = 80xε o ε meio = ε R x ε R

11 CAMPO ELÉTRICO Campo elétrico num ponto Força elétrica que atua na carga colocada no ponto Carga de prova colocada no ponto Campo elétrico — Q P1 P2 O campo elétrico é conservativo

12 CAMPO ELÉTRICO Unidade SI de campo elétrico: N/C ; N.C -1 Campo elétrico — d

13 PRINCÍPIO DA SOBREPOSIÇÃO DE CAMPOS ELÉTRICOS Q1 Q2 Q3 P

14 LINHAS DE CAMPO ELÉTRICO — Campo elétrico criado por uma carga pontual — Campo elétrico criado por duas cargas pontuais com igual valor

15 LINHAS DE CAMPO ELÉTRICO — Campo elétrico uniforme — Campo elétrico criado por duas cargas pontuais com diferente valor

16 CONDUTORES EM EQUILIBRIO ELETROSTÁTICO Afastamento máximo Num corpo oco, a carga distribui-se na face exterior A carga elétrica distribui-se à superfície: Repulsão mínima  No interior do condutor, o campo elétrico é nulo

17 CONDUTORES EM EQUILIBRIO ELETROSTÁTICO O campo elétrico,, é à superfície do condutor, em cada ponto. Nos corpos pontiagudos, há uma acumulação de cargas na pontas — poder das pontas A superfície do condutor é equipotencial.

18 ENERGIA E POTENCIAL ELÉTRICO ENERGIA POTENCIAL ELÉTRICA O campo elétrico é conservativo: O trabalho realizado pela ……

19 ENERGIA E POTENCIAL ELÉTRICO ENERGIA POTENCIAL ELÉTRICA A q

20 ENERGIA E POTENCIAL ELÉTRICO ENERGIA POTENCIAL ELÉTRICA REPRESENTAÇÃO GRÁFICA Ep d d Unidade SI de Energia Potencial Elétrica: J (1 joule)

21 POTENCIAL ELÉTRICO depende O potencial elétrico é a grandeza associada ao nível de energia potencial de um ponto de um campo elétrico. Uma carga de prova q colocada num ponto P de um campo elétrico adquire uma energia potencial elétrica capaz de a fazer entrar em movimento. O potencial, não depende da carga de prova, aquela que se coloca no ponto para verificar a existência do campo elétrico. da posição do ponto relativa à carga. da carga que cria o campo. O potencial elétrico pode ser positivo ou negativo.

22 Para medir a capacidade de realizar trabalho, associada a um campo elétrico utiliza-se a grandeza potencial elétrico. Potencial elétrico é uma medida da capacidade que um corpo tem de realizar trabalho, ou seja, atrair ou repelir outras cargas elétricas. POTENCIAL ELÉTRICO O potencial elétrico é uma propriedade do espaço onde existe um campo elétrico. O potencial elétrico indica o nível eléctrico em cada ponto

23 No infinito: POTENCIAL ELÉTRICO POTENCIAL ELÉTRICO NUM PONTO DO CAMPO Q1Q1 Q2Q2 Q3Q3 P

24 POTENCIAL ELÉTRICO REPRESENTAÇÃO GRÁFICA V d V d

25 POTENCIAL ELÉTRICO UNIDADE SI ELETRÃO VOLT

26 DIFERENÇA DE POTENCIAL ELÉTRICO Trabalho realizado pela força elétrica no transporte da carga q de A para B. Dividir os dois membros por q: A B

27 SUPERFÍCIES EQUIPOTENCIAIS Pontos com o mesmo potencial Perpendiculares às linhas de campo.

28 EXERCÍCIO Relacionar campo com potencial elétrico

29 POTENCIAL ELÉTRICO NO CAMPO UNIFORME Estudar o deslocamento da carga q de A para B pelos dois caminhos: A  B (verde); A  C  B (azul) Campo elétrico uniforme Vetor campo elétrico constante Força elétrica constante CA B

30 POTENCIAL ELÉTRICO NO CAMPO UNIFORME Estudar o deslocamento da carga q de A para B pelos dois caminhos: A  B (verde); A  C  B (azul) 1.Representar os vetores campo elétrico e força elétrica que atuam na carga q colocada em A. O campo elétrico é conservativo: C A B q

31 POTENCIAL ELÉTRICO NO CAMPO UNIFORME 2.Calcular o trabalho realizado pela força elétrica no transporte da cara q de A para B. C A B q

32 POTENCIAL ELÉTRICO NO CAMPO UNIFORME 2.Calcular o trabalho realizado pela força elétrica no transporte da cara q de A para B. C A B q

33 POTENCIAL ELÉTRICO NO CAMPO UNIFORME Unidade de campo elétrico (SI): C A B q

34 MOVIMENTO DE CARGAS NO CAMPO UNIFORME Trajetória: q p Força elétrica: Campo elétrico: Aceleração: Tipo de movimento: + e-e- –

35 MOVIMENTO DE CARGAS NO CAMPO UNIFORME Trajetória: q Força elétrica: Campo elétrico: Aceleração: Tipo de movimento: p +

36 CAPACIDADE DE UM CONDUTOR ISOLADO q Potencial de um condutor esférico: Const

37 CAPACIDADE DE UM CONDUTOR ISOLADO q ESTUDO GRÁFICO

38 CAPACIDADE DE UM CONDUTOR ISOLADO q A carga acumulada tem um valor limite: Para além desse valor limite, saltam faíscas; Em situação de carga máxima, atinge-se o potencial de ruptura; A capacidade do condutor é a medida da carga máxima que pode ser acumulada no condutor.

39 CAPACIDADE DE UM CONDUTOR ISOLADO q C não depende: Forma do condutor Dimensões da superfície exterior Meio Posição do condutor relativa/ a outros condutores C depende: Substância do condutor Massa do condutor

40 q UNIDADE SI DE CAPACIDADE ELÉTRICA 1 F é …… Capacidade da Terra : 700μF

41 MOVIMENTO DE CARGAS ENTRE CONDUTORES Quando se ligam dois condutores carregados: q A carga distribui-se de forma proporcional às suas capacidades; Haverá transferência de carga até que os condutores fiquem ao mesmo potencial 1 2

42 ENERGIA ELÉTRICA DE UM CONDUTOR q Carga: Q Potencial: V V Q V Q

43 ENERGIA ELÉTRICA ARMAZENADA q CONDENSADOR Sistema de 2 condutores próximos, separados por meio isolante Armazena carga Armazena energia Aplicações: manter estável uma corrente alternada; como fonte de alimentação.

44 ENERGIA ARMAZENADA NO CONDENSADOR q CAPACIDADE DO CONDENSADOR Para um condensador plano: Energia armazenada: Carga simétrica ++++++++ -------- AB

45 ENERGIA ELÉTRICA ARMAZENADA q CONDENSADORES (1745) Condensador electrolítico Condensador esférico Condensador plano

46 ENERGIA ELÉTRICA ARMAZENADA q APLICAÇÕES DOS CONDENSADORES Fonte de energia Máquina fotográfica sistemas eléctricos e electrónicos Regulador de tensão Correção do fator de potência

47 EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO

48 EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO — RESOLUÇÃO

49 EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO

50 EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO — RESOLUÇÃO

51

52 WEBGRAFIA http://osfundamentosdafisica.blogspot.com/2011/03/cursos-do-blog- eletricidade_30.htmlhttp://osfundamentosdafisica.blogspot.com/2011/03/cursos-do-blog- eletricidade_30.html (22/01/2012) http://vsites.unb.br/iq/kleber/EaD/Eletromagnetismo/Equipo tenciaisProp/EquipotenciaisProp.htmlhttp://vsites.unb.br/iq/kleber/EaD/Eletromagnetismo/Equipo tenciaisProp/EquipotenciaisProp.html (05/02/2012) vsites.unb.br/iq/kleber/EaD/.../Equipotenciais/Equipotenciais.html (05/02/2012)