EXEMPLO: Intensidade da corrente elétrica A = área da secção transversal Nº electrões Carga “e” Q (C) I (A)= Q/2 s -19 -19 01 1,6.10 1,6.10 0,8.10 -19 -19 -19 -19 02 1,6.10 3,2.10 1,6.10 -19 1,6.10 03 4,8.10 -19 3,2.10 -19

Q= número de portadores  carga por portador = Modelo estrutural  relaciona a corrente macroscópica ao movimento das partículas carregadas Volume do cilindro :  número de portadores no elemento de volume: A carga móvel Q neste volume: Q= número de portadores  carga por portador = Os portadores se deslocam ao longo do comprimento do condutor com uma velocidade média constante chamada de velocidade de migração (ou de deriva - drift)  vd Distância percorrida pelos portadores de carga num intervalo de tempo t  xd = vdt Supomos  relaciona uma corrente I macroscópica com elementos microscópicos da corrente n, q, vd

As mudanças de sentido são devidas a colisões com átomos no condutor. 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

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 Na verdade este é um processo que envolve três etapas : 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. 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

Exemplo: Velocidade de Migração num Fio de Cobre

RESISTÊNCIA Vd  está relacionada com o campo eléctrico, E no fio  se E aumentar, a Fe sobre os electrões é mais forte e vd aumenta V  E assim I  V Podemos escrever essa proporcionalidade como V = IR A constante de proporcionalidade R é chamada de resistência do condutor Esta resistência é causada por colisões dos electrões com os átomos do condutor Unidade SI: volt/ ampère, chamada de ohm () RESISTÊNCIA 

Resistência à passagem da corrente eléctrica no fio

LEI DE OHM Verificou-se experimentalmente que para muitos materiais, incluindo os metais, a resistência é constante para grande parte das tensões aplicadas. Esse comportamento é conhecido como lei de Ohm  em homenagem a Georg Simon Ohm (1787-1854)  foi a primeira pessoa a fazer um estudo sistemático da resistência eléctrica. A lei de Ohm não é uma lei fundamental da natureza, mas uma relação empírica válida somente para determinados materiais e dispositivos, sob uma escala limitada de condições O declive é (a) (b) a) Curva da corrente em função da tensão para um dispositivo óhmico. A curva é linear e o declive fornece a resistência do condutor : b) Uma curva não linear da corrente em função da tensão para um díodo semicondutor. Esse dispositivo não obedece à lei de Ohm.

O símbolo para um resistor em diagramas de circuito A resistência de um fio condutor óhmico é proporcional ao seu comprimento e inversamente proporcional à sua área de secção transversal:   resistividade do material Unidades da resistividade : ohm-metro (-m )  comprimento do fio Condutividade   tem a unidade ( )-1

Exemplo: Um condutor de alumínio tem 300 m de comprimento e 2 mm de diâmetro. Calcule a sua resistência eléctrica. Dados: Comprimento do fio, L=300 m, diâmetro do fio, D=2 mm, resistividade do alumínio 2.810-8 . Solução R=1mm A=R2 =3.14(1mm)2 =3.14 mm2 =3.1410-6 m2 Considerando a resistividade expressa em (Ohmm). Nesse caso o comprimento deve estar expresso em m, e a área da secção em m2, portanto substituindo na expressão da resistência resulta:

VARIAÇÃO DA RESISTIVIDADE COM A TEMPERATURA A resistividade depende de vários factores, um dos quais é a temperatura É de se esperar, uma vez que com o aumento da temperatura os átomos movem-se mais rapidamente  no aumento de colisões entre os electrões livres e os átomos Fio quente Fio frio   o coeficiente de temperatura da resistividade como RESISTIVIDADE EM TERMOS DE PARÂMETROS MICROSCÓPICOS   tempo médio entre as colisões