Circuitos elétricos a (aula 1) INTRODUÇÃO A ELETRICIDADE Professor: Paulo Cícero Fritzen E-mail: pcfritzen@utfpr.edu.br

Circuitos elétricos a (aula 1) Introdução, dados históricos (Eletricidade e Magnetismo) ELETRICIDADE Observação: Um pequeno pedaço de âmbar quando atritado com a pele atraia pequenos fragmentos de palha 600 - A.C. Tales de Mileto Âmbar – Resina Fóssil proveniente de uma espécie extinta de pinheiro Dizemos que o âmbar adquiriu uma carga elétrica (Elétrica deriva-se da palavra grega Elektron, que significa âmbar)

Circuitos elétricos a (aula 1) Introdução, dados históricos (Eletricidade e Magnetismo) MAGNETISMO Observação: Certas pedras encontradas na natureza eram capazes de atrair o ferro 2000 - A.C. – pastores de ovelhas Magnetitas– Imãs permanentes

Circuitos elétricos a (aula 1) ELETROMAGNETISMO ELETRICIDADE + MAGNETISMO Em 1820 Oersted observou a influência de uma corrente elétrica em uma bússola “Surgiu a nova ciência do Eletromagnetismo”

Circuitos elétricos a (aula 1) Um pouco de história ... Ampère, Faraday, Lenz e outros, lograram uma descrição essencialmente completa da ação magnética da corrente Maxwell ( 1831-1879) Formulou matematicamente as leis do eletromagnetismo (Equações de Maxwell) Descobriu que a luz é de natureza eletromagnética e que sua velocidade pode ser determinada por meio de medidas elétricas e magnéticas Óptica relacionada com o Eletromagnetismo Ondas Eletromagnéticas (rádio) 1° Sistema Elétrico (geração, transmissão e carga) foi desenvolvido em 1882, Nova York (Thomas Edison)

Circuitos elétricos a (aula 1) “Âmbar adquiriu uma carga elétrica” Carga Elétrica e Matéria CARGA ELÉTRICA Verifica-se a presença da carga elétrica através da existência de forças atrativas e repulsivas entre as mesmas Constatou-se que um pedaço de âmbar atritado com a pele atraia pedaços de papel “Âmbar adquiriu uma carga elétrica”

Circuitos elétricos a (aula 1) CARGA ELÉTRICA Experimentalmente verificou-se a existência de duas espécies de cargas elétricas Experiência de atrito: - 2 bastões de vidro com seda -2 bastões de plástico com pelo animal Resultados: - 2 bastões de vidro se repelem - 2 bastões de plástico se repelem - Bastão de vidro atrai bastão de plástico

Circuitos elétricos a (aula 1) CARGA ELÉTRICA Cargas de sinais iguais se repelem e de sinais diferentes se atraem A razão de semelhança é devido ao tipo (sinal) e não a quantidade Benjamin Franklin Convencionou Carga positiva – bastão de plástico e na seda Carga negativa – bastão de vidro e no pelo

Circuitos elétricos a (aula 1) CARGA ELÉTRICA { Nêutron ( ) MATÉRIA ÁTOMOS Próton ( + ) Elétron ( - ) A matéria em seu estado normal contém quantidades iguais de cargas elétricas positivas e negativas Material carregado positivamente ou negativamente - em termos de carga líquida O processo de fricção, ou atrito, não cria cargas, mas apenas as transfere de um material para outro “Fricção funciona como uma fonte de energia elétrica”

Circuitos elétricos a (aula 1) CARGA ELÉTRICA - Propriedade A carga é quantizada: “A experiência mostrou que o fluído elétrico não é contínuo, mas sim constituído de um múltiplo inteiro de uma certa quantidade mínima de carga elétrica (carga fundamental)” Carga fundamental (e) = carga elétrica de um elétron (ou de um próton) e = 1,6021892 x 10 C (Coulomb) -19 Qualquer quantidade de carga “q”, existente na natureza, pode ser expressa como: “q = ne” (sendo n um número inteiro positivo ou negativo)

Circuitos elétricos a (aula 1) Princípio de Conservação da Carga Elétrica No princípio a carga era considerada um fluído Teoria atômica da matéria mostrou que todos os elementos da natureza não são contínuos mas sim formados por átomos Processo de Fricção O processo de fricção, ou atrito, não cria cargas, mas apenas as transfere de um material para outro. “A soma algébrica de todas as cargas elétricas existentes em um sistema isolado* permanece sempre constante” “ As cargas elétricas não são criadas nem destruídas ” * Sistema isolado – nenhuma matéria atravessa os limites do sistema

Circuitos elétricos a (aula 1) TIPOS DE MATERIAIS Dependendo do comportamento das cargas elétricas nos materiais, podemos classificá-los em: 1. Condutores 2. Isolantes (dielétricos) 3. Semicondutores - Nos condutores as cargas elétricas podem mover-se livremente no material (ao contrário do que ocorre nos isolantes)

Circuitos elétricos a (aula 1) TIPOS DE MATERIAIS Exemplo: Condutores: metais (cobre,prata, alumínio), eletrólitos etc. Isolantes: vidro, borracha, etc. Semicondutores: silício, germânio, etc. Para entender perfeitamente as diferenças entre condutores, isolantes e semicondutores é necessário lançar mão da Física Quântica

Circuitos elétricos a (aula 1) Observações Observação 1: A terra é condutora e por ser extremamente grande, pode funcionar como uma “fonte” (ou“consumidora”) inesgotável de elétrons Observação 2: A natureza procura sempre se manter em equilíbrio (doa elétrons em excesso) “Indução funciona como uma fonte de energia elétrica”