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

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

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

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

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

5 Unidade no SI: ampère (A):
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 I  sentido não convencional Unidade no SI: ampère (A): 1 A = 1 C/s ddp =(VA – VB)

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 Líquido Gás Sólido

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

8 Modelo estrutural  relaciona a corrente macroscópica ao movimento das partículas carregadas
Volume do cilindro :V= Axe  número de portadores no elemento de volume: N=nV=nAxe A carga móvel Q neste volume: Q= número de portadores  carga por portador = Nq=(nAxe)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)  vd Distância percorrida pelos portadores de carga num intervalo de tempo t  xd = vdt Supomos xd = xe  Q = Nq = (nAxe)q = (nAvdt)q  relaciona uma corrente I macroscópica com elementos microscópicos da corrente n, q, vd

9 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

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 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

11 Exemplo: Velocidade de Migração num Fio de Cobre