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1 Até aqui a nossa discussão dos fenómenos eléctricos concentraram-se em cargas em repouso CORRENTE ELÉCTRICA Consideraremos agora as situações que envolvem.

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1 1 Até aqui a nossa discussão dos fenómenos eléctricos concentraram-se em cargas em repouso CORRENTE ELÉCTRICA Consideraremos agora as situações que envolvem cargas eléctricas em movimento Corrente eléctrica (ou corrente) é o fluxo da carga numa região do espaço Neste caso Corrente eléctrica: o movimento ordenado de electrões. Na maioria das situações comuns, o fluxo de carga ocorre num condutor, tal como um fio de cobre Condição para que haja corrente eléctrica deve existir uma diferença de potencial (DDP) em volt(V)

2 2 Aplicando-se uma diferença de potencial: Criam-se pólos positivos e negativos nos extremos

3 3 ddp =(V A – V B ) VB VA O pólo positivo é de maior potencial (V A ) O pólo negativo é de menor potencial (V B ) Fonte

4 4 Não há corrente eléctrica as cargas se movimentam em todas as direcções

5 5 ddp =(V A – V B ) I Corrente elétrica é o movimento ordenado de cargas elétricas Convencionalmente definimos a corrente eléctrica como a direcção do fluxo de carga positiva Q é a quantidade de carga que atravessa a área A no intervalo de tempo t: Corrente eléctrica instantânea sentido não convencional Unidade no SI: ampère (A): 1 A = 1 C/s

6 6 Podemos ter dois ou mais tipos de partículas que se deslocam, com cargas de ambos os sinais Um feixe de protões positivamente carregados num acelerador de partículas, a corrente está na direcção do movimento dos protões. Nos gases e electrólitos, a corrente é o resultado do fluxo de partículas carregadas positiva e negativamente Gás Líquido Sólido

7 7 iões + Iões - Corrente elétrica iônica é o movimento ordenado de iões CONDUTORES IÓNICOS Portador de carga móvel

8 8 Modelo estrutural relaciona a corrente macroscópica ao movimento das partículas carregadas Volume do cilindro :V= A x e número de portadores no elemento de volume: N=nV=nA x e A carga móvel Q neste volume: Q= número de portadores carga por portador = Nq=(nA x e )q Os portadores se deslocam ao longo do comprimento do condutor com uma velocidade média constante chamada de velocidade de migração (ou de deriva - drift) v d Distância percorrida pelos portadores de carga num intervalo de tempo t x d = v d t Supomos x d = x e Q = Nq = (nA x e )q = (nAv d t)q relaciona uma corrente I macroscópica com elementos microscópicos da corrente n, q, v d

9 9 Uma representação esquemática do movimento em ziguezague de um portador de carga num condutor As mudanças de sentido são devidas a colisões com átomos no condutor. A resultante do movimento dos electrões está na direcção oposta à direcção do campo eléctrico A DENSIDADE DE CORRENTE J NO CONDUTOR Unidades do SI: ampères por metro quadrado: - Quando não existe ddp através do condutor, os electrões do condutor realizam movimento aleatório similar àquele das moléculas de gás visto anteriormente na teoria cinética (Termodinâmica). Esse movimento aleatório está relacionado à temperatura do condutor. - Quando existe ddp o movimento dos electrões devido à força eléctrica é sobreposto ao seu movimento aleatório para fornecer uma velocidade média cujo módulo é a velocidade de migraçãp, vd

10 10 Quando os electrões colidem com o átomo do metal durante o seu movimento, transferem energia para o átomo causando um aumento da energia vibracional dos átomos aumento da temperatura A energia no instante em que a ddp é aplicada é a energia potencial eléctrica associada ao campo eléctrico e aos electrões. Esta energia é transformada em energia cinética pelo trabalho realizado pelo campo eléctrico sobre os electrões. Na verdade este é um processo que envolve três etapas : Quando os electrões colidem com os átomos do metal uma parte da energia cinética é transferida para os átomos esse soma à energia interna do sistema

11 11 Exemplo: Velocidade de Migração num Fio de Cobre


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