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- 1.
- 2. Corrente elétrica Área =Q i = Q Δt Corrente contínua –CC Os portadores de cargas deslocam-se sempre no mesmo sentido São geradores CC: Pilhas, baterias e dínamos Corrente alternada – CA Os portadores de cargas deslocam-se alternadamente de um sentido para outro São geradores CA: alternadores de carro e usinas Corrente elétrica é o movimento ordenado dos portadores de carga num certo sentido conforme o campo elétrico.
- 3. i(A) Corrente elétrica t(s) Corrente Alternada CorrenteContínua i(A) t(s) Sentidos da Corrente Sentido convencional da corrente Sentido real da corrente - +
- 4. Resistor Resistor é odispositivo que transforma energia elétrica em energia térmica. Todo condutor é resistor, pois um fio condutor quando percorrido por corrente elétrica dissipa energia no aquecimento (Efeito Joule).
- 5. X (PEIES 04) Sejamas seguintes afirmativas sobre a corrente elétrica num condutor usual: I. A intensidade de uma corrente elétrica é definida como o número de elétrons que atravessaram um plano que corta o condutor por unidade de tempo. II. Do ponto de vista físico, sempre existe corrente elétrica quando existe movimento de elétrons num condutor. III. A causa da corrente elétrica é a existência de um campo elétrico não-nulo no interior do condutor. Está(ão) correta(s): a) apenas I b) apenas II c) apenas III d) apenas II e III e) I, II e III Solução: I A corrente elétrica é definida como a carga que passa na unidade de tempo. II Não. Deve haver movimento ordenado dos portadores de carga. III .
- 6. Resistência Elétrica (R) Édefinido como a relação entre a tensão que um resistor é submetida e a corrente que passa por ele. A unidade de resistência elétrica é o ohm(Ω) Resistor i U R
- 7. Resistores ôhmicos É oresistor que apresenta resistência constante. Resistor Resistores não-ôhmicos É o resistor que não apresenta resistência constante. U U i i
- 8. Lei de ohm U i =R Não depende da tensão ou da corrente elétrica “Nos materiais ôhmicos a diferença de potencial (ddp) num segmento de condutor é proporcional a corrente.” “Nos resistores ôhmicos, alternando a polaridade do resistor ou variando a tensão a resistência permanece constante.” U = R.i + 0 Simbologia:
- 9. Resistividade R = ρ ℓ A resistividade característicado material (não depende das dimensões do mesmo) varia com a temperatura A resistência elétrica R depende de três fatores: • comprimento do condutor ℓ • área da secção reta transversal do condutor A • material que ele é feito (resistividade ρ) A condutividade elétrica C é o inverso da resistência elétrica R
- 10. X (UFSM 03) Considereas seguintes afirmativas: I- Um dispositivo condutor obedece à Lei de Ohm, quando sua resistência é independente do valor e da polaridade da diferença de potencial (ddp) aplicada. II- A relação entre a diferença de potencial (ddp) aplicada em um fio condutor e a corrente que nele circula define a lei de Ohm. III- A lei de Ohm diz que a resistência de um fio condutor é diretamente proporcional às suas dimensões. Está(ão) correta(s): a) apenas I b) apenas II c) apenas III d) apenas I e II e) apenas II e III Solução: I É uma das formas de enunciar a lei de Ohm. II A relação entre a diferença de potencial (ddp) aplicada em um fio condutor e a corrente que nele circula define a resistência elétrica e não lei de Ohm. III . A lei de Ohm não faz referencia as dimensões do resistor.
- 11. R = ρ ℓ A X (PEIES99) Um fio de resistência R é ligado a uma fonte que fornece uma tensão. Se for reduzida à metade a área da seção reta do fio, sem alterar o seu comprimento, e se ele permanecer ligado à mesma fonte, a corrente fica: Solução: Reduzindo a área A a metade a resistência R dobra: Como i=U/R, dobrando-se a resistência R, reduz-se a corrente i a metade. a) reduzida à quarta parte b) quadruplicada c) igual d) duplicada e) reduzida à metade
- 12. Associação de resistores Série is= i1 = i2 = i3 Rs = R1 + R2 + R3 Us = U1 + U2 + U3
- 13. Paralelo i = i1+ i2 + i3 1 Rs 1 R1 1 R2 1 R3 = + + Associação de resistores Us = U1 = U2 = U3
- 14. Energia → volt. Ampère . segundo = Joule 1KWh = 3.600.000j Efeito Joule Potência → volt . Ampère = Watt P = U2 R P = R.i2 P = U.i Potência - P Efeito Joule é a dissipação de energia elétrica (E) em térmica motivada pelo movimento de elétrons no condutor. Energia elétrica - E E = P. Δt
- 15. Efeito Joule Análise deproporcionalidade Potencia elétrica P = U.i P = R.i2 P = U2 R P = E Δt Qualquer circuito Circuito em paralelo Circuito em série Circuito em série →maior resistência → maior a potência Circuito em paralelo →maior resistência → menor a potência
- 16. X (UFSM 00) Emuma residência, estão ligados 6 lâmpadas de 60 W cada uma, um ferro de passar roupa de 400 W e uma ducha de 3200 W. Se a tensão na rede é de 220 V, a corrente que circula nos fios que levam a energia elétrica à residência, tem uma intensidade, em A, de Solução: P=U.i Potência total: 6x60w = 360w + 1x400w = 400w + 1x3200w =3200w P =3960w P=U.i 3960=220xi i=18A a) 8 b) 10 c) 15 d) 18 e) 20
- 17. Medidores elétricos Amperímetro É oequipamento destinado a medir corrente elétrica. Deve ser ligado em série. Deve apresentar resistência interna pequena. O amperímetro ideal deve ter resistência interna nula. Voltímetro É o equipamento destinado a medir ddp (tensão). Deve ser ligado em paralelo. Deve apresentar resistência interna grande. O voltímetro ideal deve ter resistência interna infinita.
- 18. Geradores elétricos Pilha Etotal Eútil Energiaquímica Energia elétrica Edissipada Energia térmica São os equipamentos destinados a transformar outras formas de energia em energia elétrica. U ε i icc Equação do Gerador Eútil = Etotal - Edissipada U = ε – r.i cc i r
- 19. Geradores elétricos U ε i icc r Pmáx 4 2 Pmáx Icc/2 P i icc U =ε –r.i Icc/2 ε/2 P = ε.i – r.i² A máxima potência de um gerador é obtida quando a corrente e a tensão são respectivamente: i = icc/2 U = ε/2 A potência máxima é dada por.
- 20. Receptores elétricos São osequipamentos destinados a transformar energia elétrica em outras formas de energia exceto térmica. Motor Etotal Eútil Energia elétrica Energia mecânica Edissipada Energia térmica U ε´ i ) α Equação do receptor Etotal = Eútil + Edissipada U = ε´ + r´.i r = tg α
- 21. X (PEIES 07) Umgerador tem uma força eletromotriz de 1,5 V e uma resistência interna de 0,1 Ω. Ligando-se seus terminais a um resistor com uma resistência de 0,4 Ω, a diferença de potencial entre esses terminais (em V) é Solução: ε =1,5V r =0,1Ω R =0,4 Ω U = ? Para o gerador: U = ε – r.i Para o resistor ligado ao gerador: U = R.i Logo: ε – r.i = R.i 1,5 – 0,1.i = 0,4.i 1,5 = 0,5.i logo: i = 3A U = R.i U = 0,4.3 U= 1,2V a) 1,0 b) 1,2 c) 1,5 d) 1,8 e) 3,0
- 22. X (PEIES 05) Ummotor elétrico que está ligado a uma bateria de 12V e que lhe fornece uma corrente elétrica de 5,0A, desenvolveu uma potência mecânica de 55W. Considerando que o restante da energia foi transformado em energia interna, qual a resistência interna do motor? Solução: U = 12V (tensão útil do gerador logo total do receptor) i = 5A P = 55w (potência útil do motor: P = ε’.i ) r’ = ? Como P = ε’.i 55= ε’.5 logo: ε’ = 11V Para o motor: U = ε’ + r’.i 12 = 11 +r’.5 1 = 5.r’ r’ = 0,2Ω a) 2,0 b) 1,0 c) 0,5 d) 0,2 e) 0,1
- 23. LEIS DE KICHHOFF 1ºLEI (lei de nós) “Em um nó, a soma das correntes que chegam no nó é igual a soma das correntes que saem do nó.” 2º LEI (lei das malhas) “Percorrendo-se uma malha, em um ciclo, a soma das tensões é nula”. Observação: A tensão nas extremidades de um ramo é a soma algébrica da tensão em cada componente do ramo.
- 24. Nó A: i1+i2= i3 Malha α: -12 +0,5.i1 -1.i2 +7 = 0 Malha β: -7 +1.i2 +10.i3 = 0 LEIS DE KICHHOFF A β B α i1 i2 i3 i1= 4A i2 = -3A I3 = 1A Resolvendo o sistema i1+ i2 -i3 =0 0,5.i1 -1.i2 = 5 1.i2 +10.i3 = 7 4A 1A 3A
- 25. LEIS DE KICHHOFF AB 12V 60V 6Ω 8Ω O potencial do ponto A é 30V. Qual o potencial do ponto B? 2A VB -VA = -8.i +60 -6.i -12 VB - 30 = -8.2 +60 -6.2 -12 VB - 30 = -16 + 60 -12 -12 VB = 30 +20 VB = 50v Observe que UAB = 20v