Profa. Marisa Cavalcante Eletrodinâmica Conceitos básicos.

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1 Profa. Marisa Cavalcante marisac@pucsp.brmarisac@pucsp.br Eletrodinâmica Conceitos básicos

2 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 +++ +++ + marisac@pucsp.br

3 Equipotenciais e campo elétrico Um simulador para verificar as linhas equipotenciais e linhas de campo elétrico marisac@pucsp.br

4 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) marisac@pucsp.br

5 Analogia com fluidos Fluxo é tanto maior quanto maior for a altura A corrente elétrica é tanto maior quanto maior for a ddp aplicada marisac@pucsp.br

6 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 marisac@pucsp.br

7 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 marisac@pucsp.br

8 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 13600 Volts!!! R=1000 ohms marisac@pucsp.br

9 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) marisac@pucsp.br

10 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) marisac@pucsp.br

11 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 marisac@pucsp.br

12 Substancia Resistividade (ohms.m) Condutores Prata 1,47 x 10 -8 Cobre 1,72 x 10 -8 Alumínio2,63 x 10 -8 Tungstênio5,51 x 10 -8 níquel100 x 10 -8 Semicondutor Carbono3,5 x 10 -5 Germânio0,60 Silício2300 Isolante Vidro 10 10 a 10 14 Mica10 11 a 10 15 Madeira 10 8 a 10 11 teflonMaio que 10 13 Condutores- Super condutores - semicondutores J=Densidade de corrente = I /Área Densidade de corrente = campo elétrico/resistividade Área E I marisac@pucsp.br

13 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 http://www.ohmic.com.br/produtos_reostato.htm http://efisica.if.usp.br/apoio/img/reostato.JPG http://www.eletele.com.br/images/Reos tato%20Tipo%20Laboratorio.jpg marisac@pucsp.br

14 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 marisac@pucsp.br

15 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 marisac@pucsp.br

16 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 102X10 2 102 x 100= 10200 ohms ou 10,2 Kohms 2% de tolerância = 2 x 10200/100 = 204 ohms O valor de R pode estar entre :10.200 + 204 = 10.404 10.200 - 204 = 9.996 Temos ainda as cores ouro e prata para o fator multiplicação Ouro -1.. (x 10 –1 ) Prata –2.. (x 10 –2 ) marisac@pucsp.br

17 Medida de Resistência- multímetros DC.. Corrente contínua AC.. Corrente alternada Resistor...( código de cores) 33x10 3 OHMs = 33 Kohms Tolerância = 10% (prata) 3.300 ohms Para o fundo de escala 200 K Valor medido = 35,4 Kohms marisac@pucsp.br

18 Comparando escalas!!! Fundo de escala 200 K Fundo de escala 2000K 35,4 Kohms 35 Kohms medida com mais dígitos 2000K 200K marisac@pucsp.br

19 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 marisac@pucsp.br

20 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 % marisac@pucsp.br