Física - Eletrodinâmica Teoria e exercícios

Eletrodinâmica Potencial Elétrico Va Potencial Elétrico Vb

0V 100V

-100V 0V

-50V 50V

e

Elétrons

e

e

0V 100V

-100V 0V

-50V 50V

I

I

I

Os elétrons se deslocam procurando o maior potencial elétrico.

A corrente elétrica, por convenção, tem sentido oposto ao dos elétrons.

Corrente elétrica

Corrente Elétrica

I

Q

QQ

Intensidade de corrente elétrica I Carga elétrica Q

SI: [I]=A ; [Q]=C ; [t]=s .

tQIΔ

=

I

ee

e

Carga elementar: e Carga de cada elétron: -e Carga de cada próton: +e

e=1,6.10-19 coulombs

Corrente Elétrica

tQIΔ

=O Beijo Elétrico Os fenômenos elétricos sempre despertaram grande curiosidade. Em especial, nos séculos XVII e XVIII, a aristocracia européia se divertia com experimentos de eletrostática. Várias gravuras documentam estas atividades. A gravura ao lado, retirada do livro História da Electricidade, de Edward T. Canby (Liv. Morais, 1965), mostra uma senhora sendo carregada eletricamente por uma máquina enquanto o seu amigo espera pelo choque...

Quantidade de carga elétrica

Em 1906, Harvey Fletcher o b t e v e o v a l o r d a q u a n t i d a d e d e c a r g a elementar (e), ou seja, a c a r g a e m m ó d u l o d o próton e do elétron:

DIFERENÇA DE Potencial elétrico A ddp ou tensão mede o desnível de potencial elétrico

entre dois pontos , ou seja, mede a diferença de energia entre 2 pontos.

Voltagen

A direção do movimento dos elétrons é da região de menor potencial elétrico para a de maior potencial.

Intensidade da corrente

MULTÍMETRO

MULTÍMETRO

Classificação dos dispositivos

•  Transformam qualquer modalidade de energia em energia elétrica.

•  Transformam energia elétrica em qualquer modalidade de energia.

transformam energia elétrica exclusivamente em energia térmica.

transformam energia elétrica em outras modalidades de energia, exceto a térmica.

Geração de energia elétrica

gera

dore

s

Produção de Energia Elétrica

WARNING!!

São mesmo geradores?

Pilhas e baterias

Pilhas e baterias

Resistência elétrica

resi

stor es

Transformação de Eletricidade em Calor.

Resistência elétrica

Resistividade ρ

Comprimento L

Área A

Resistência R Resistividade do material ρ Área da seção transversal A

SI: [R]=Ω ; [ρ ]= Ω /m ; [L]=m; [A]=m2 .

ALR .ρ

=

Resistência R

Lei de Ohm

I Resistência R Diferença de potencial U

Intensidade de corrente elétrica I

SI: [R]=Ω ; [U]=V ; [I]=A .

IRUIUR

.=→

=

Vb

U U=Va-Vb

R

Va

R=40Ω

R=10Ω R=1 MΩ =106 MΩ

A resistência de um componente é a dificuldade

de conduzir corrente elétrica

Circuitos elétricos

R

U

+ -

Resistências

Diferenças de potencial

Circuito elétrico

• Circuito em Série

Resistores em série

R equivalente

V

...321 +++= RRRR

sérieeq

321

33

22

11

.

..

VVVVIRVIRVIRV

++=

=

=

=

N resistores iguais em série: RNR

sérieeq .=

IRVsérieeq .=

Circuito elétrico

• Circuito em Paralelo

Resistores em paralelo

...1

321.

+++=RRRR

paraleq321

332211

321

...IIIIIRIRIR

VVVV

++=

==

===

N resistores iguais em paralelo: N

RReq =

R equivalente

V

IRVsérieeq .=

Para 2 resistores: 21

21.RRRRReq +

=

Circuito elétrico

• Comparação

Circuitos elétricos R

U

I

IRU .=

Energia luminosa

Energia mecânica

Energia térmica

Energia Elétrica

A Energia elétrica pode ser transformada em outras

formas de energia.

Potência Elétrica

P= 100 W

P=2400 W

Usina de Itaipu:

92 245 GWh gerados em 2011. Qual a potência

média nesse ano?

R.: 10,7 GW

Potência é a rapidez com que se gasta ou se produz Energia.

Potência P Energia E

Tempo decorrido ∆t

SI: [P]=W ; [E ]=J ; [t]=s. Concessionária de energia elétrica:

[E]=kWh ; [P ]=kW ; [t]=h.

tPEtEP Δ=→Δ

= .

Potência Elétrica

U =Va-Vb

I

P

A Potência pode ser calculada por variáveis elétricas do circuito:

Potência P Diferença de potencial U Intensidade de corrente I SI: [P]=W=watts; Resistência R [U]=V=volts ; [I]=A=amperes; [R]=Ω=ohms;

IUP .=

R

Va Vb

RUP

IRP2

2.

=

=

Mas como U=RI,

Energia Elétrica consumida

Consumo de energia

Energia Elétrica consumida

1kWh=R$0,30

62377 kWh

A conta de energia elétrica

Segurança no uso da eletricidade

Associação de resistores

R equivalente

V

Associação em série

Associação em

paralelo

UERJ 2º E.Q. 2012

UERJ 1º E.Q. 2012

UERJ 2º E.Q. 2011

UERJ 1º E.Q. 2011

UERJ 2º E.Q. 2010

UERJ 2º E.Q. 2010

UERJ 1º E.Q. 2010

UERJ 2º E.Q. 2009

UERJ 1º E.Q. 2009

UERJ 1º E.Q. 2009

UERJ 2º E.Q. 2008

UERJ 2º E.Q. 2008

Gabarito

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