Profa. Marisa Cavalcante Eletrodinâmica Conceitos básicos

O que é diferença de potencial (DDP)?!!! Força F Carga q se desloca do ponto A para o ponto B A B A força elétrica realiza um trabalho deslocando a carga q do ponto A para o ponto B É igual a diferença de potencial...Unidade Volts

Equipotenciais e campo elétrico Um simulador para verificar as linhas equipotenciais e linhas de campo elétrico

Corrente elétrica profa.Marisa Almeida Cavalcante Cargas em movimento dão origem a corrente elétrica Condutor submetido a uma ddp, indica-se a corrente elétrica pelo movimento das cargas positivas, na verdade são elétrons que se deslocam, cada elétron que caminha em um sentido corresponde a uma lacuna no sentido oposto Cargas positivas ou lacunas Secção transversal Corrente elétrica, quantidade de carga que atravessa a unidade de área por unidade de tempo.. Unidade Coulomb/segundo = ampere (A)

Analogia com fluidos Fluxo é tanto maior quanto maior for a altura A corrente elétrica é tanto maior quanto maior for a ddp aplicada

Analogia com fluidos Fluxo depende da tubulação utilizada Fluxo proporcional a altura Fluxo será tanto menor quanto maior a resistência oferecida pela tubulação Corrente (i) depende da Resistência elétrica associada Corrente(i) proporcional a ddp(V) i depende da resistência elétrica (R) associada será tanto menor quanto maior for R

Resistência elétrica – Lei de Ohm profa.Marisa Almeida Cavalcante Um condutor é um sólido que contem átomos na sua estrutura, quando aplicamos uma ddp deslocamos as cargas moveis neste condutor. Estas cargas colidem com os átomos e moléculas no condutor. Este condutor produz uma resistência a passagem de corrente. Quanto maior a resistência do condutor menor será a corrente elétrica para uma dada ddp aplicada Ri Unidade de resistência ohms = Volts/ampere Simulador clique aqui

Corrente Elétrica- Modelo Microscópico Veja tutorial em Microscopicamente, a corrente elétrica consiste num fluido de elétrons movendo-se ao longo de uma estrutura cristalina. A rede cristalina forma obstáculos, de modo que o movimento dos elétrons, quando visto microscopicamente, parece caótico. Movimento dos elétrons em um condutor. Aumentando a corrente elétrica aumentamos a temperatura e consequentemente a agitação térmica dos átomos da rede cristalina Potencia dissipada= Vi= Ri 2 = V 2 /R Clique para acessar o simulador

Consumo de Energia Elétrica Potencia = Energia/ tempo= Joules/ segundos= Watts No Sistema Internacional, a unidade de energia elétrica é o joule (J), mas na prática usamos o quilowatt hora (kWh). A conta de consumo de eletricidade da sua residência vem nessa unidade. 1 KWh= 1000*3600= Joules Exemplo: banho de 10 min com um chuveiro de 6000Watts 6000Watts= 6,0 KW Quantos KWh? 10min=10/60h=1/6horas 6,0*1/6= 1KWh Para 30 dias ao mês= 30kWh

Clique para Tabela de consumo de equipamentos eletrônicos Tabela de conversão de unidades Conta de Luz

Exemplo: Aparelho de Som: 8 horas por dia (30dias no mês) Aquecedor de ambiente: 6 horas por dia (10dias no mês) Consumo ao mês em KWh Aparelho de som= 20*10 -3 *8*30=4,8KWh Aquecedor=1550*10 -3 *6*10=93KWh Taxa media R$0,30 = (93+4,8)*0,30=R$29,34

Corrente elétrica Sensação 1mA a 10mAFormigamento 10mA a 20mADor 20mA a 100mADificuldades respiratórias Acima de 100 mA Contrações rápidas e irregulares do coração fibrilação cardíaca.pode causar a morte Acima de 200mA Não causam fibrilação, causam graves queimaduras e parada cardiaca Choque elétrico Volts!!! R=1000 ohms

profa.Marisa Almeida Cavalcante Fatores que influenciam no valor de uma Resistências elétrica Pilha A Fio de Níquel-cromo L Aumentando o comprimento diminui a corrente elétrica, como a ddp é constante, isso significa que a resistência aumenta R é proporcional ao comprimento do fio (L)

profa.Marisa Almeida Cavalcante Variando a secção transversal do fio Pilha A Fio de Níquel-cromo Fio de secção transversal A1 Fio de secção transversal A2 Corrente para A1 é menor do que para A2 (fluxo de carga diminui). Resistência para fio com área maior é menor. Resistência é inversamente proporcional a secção transversal (A)

Dependência com o material Resistividade à temperatura ambiente MaterialResistividade  x    hms.m) Alumínio2.6 Cobre1.7 Níquel-Cromo100 Chumbo22 Ferro10 Mercúrio94 Prata1.5 Tungstênio5.5 Valor da resistência Simulador clique aqui

Substancia Resistividade (ohms.m) Condutores Prata 1,47 x Cobre 1,72 x Alumínio2,63 x Tungstênio5,51 x níquel100 x Semicondutor Carbono3,5 x Germânio0,60 Silício2300 Isolante Vidro a Mica10 11 a Madeira 10 8 a teflonMaio que Condutores- Super condutores - semicondutores J=Densidade de corrente = I /Área Densidade de corrente = campo elétrico/resistividade Área E I

profa.Marisa Almeida Cavalcante Tipos de resistores. Reostatos – resistências variáveis para alta corrente. ABC Ponto fixo cursor Resistência total, todo o fio = R AB R AC R BC + = R AB tato%20Tipo%20Laboratorio.jpg

Potenciômetro e trimpot : resistência variável para baixa corrente CAB A B C Aqui vem indicado o valor máximo Na lateral vem indicado o valor máximo Valor máximo R AB

Resistores e código de cores As três primeiras definem o valor do resistor Este quarto anel colorido define a tolerância, pode ser prata ou ouro. Se não existir este anel a tolerância será 20%. Ouro : 5% Prata: 10% Resistores com 4 cores vermelho 22X10 2 Por exemplo, primeiro resistor a esquerda na foto. R= 22x100 = 2200 ohms ou 2,2 Kohms

Resistores com 5 cores (menor tolerância e, portanto tem mais um digito para definir o seu valor) As quatro primeiras definem o valor do resistor (um digito a mais que o anterior). Este quinto anel colorido, define a tolerância. Em geral é vermelho 2% marrom 1% e ouro 5% MarronPretoVermelhovermelho 102X x 100= ohms ou 10,2 Kohms 2% de tolerância = 2 x 10200/100 = 204 ohms O valor de R pode estar entre : = = Temos ainda as cores ouro e prata para o fator multiplicação Ouro -1.. (x 10 –1 ) Prata –2.. (x 10 –2 )

Medida de Resistência- multímetros DC.. Corrente contínua AC.. Corrente alternada Resistor...( código de cores) 33x10 3 OHMs = 33 Kohms Tolerância = 10% (prata) ohms Para o fundo de escala 200 K Valor medido = 35,4 Kohms

Comparando escalas!!! Fundo de escala 200 K Fundo de escala 2000K 35,4 Kohms 35 Kohms medida com mais dígitos 2000K 200K

Cuidados para efetuar medida!!!! Marrom, preto, verde... 10x10 5 = 1MW Fundo de escala 2000 K nos dois casos 1006Kohms 826 Kohms A direita o observador associa uma resistência em paralelo, interferindo no valor. Forma inadequada

Precisão em medidas realizadas através de um multímetro Medida de resistência Especificações técnicas Escala 200  Escala 200  : valor obtido 35,45  menor valor possível nesta escala =0,01  Precisão Escala 2K  Escala 2K  : valor obtido 0,0354 K  menor valor possível nesta escala =0,0001K  Precisão 1,12 % 0,54 %

Associação de Resistores Para ter acesso a este simulador clique aqui Em série: a corrente que circula é a mesma. Diminui a corrente elétrica. Divide a ddp Em paralelo: Divide a corrente elétrica que será maior no ramo em que a resistência for menor e a ddp será a mesma