Eletrodinâmica Flashcards
corrente elétrica (i)
para existir, precisa de:
- meio condutor (metais, soluções salinas ou gases ionizados)
- fonte de tensão elétrica (ddp)
- é o movimento ordenado de cargas elétricas (elétrons, cargas negativas atraídas pelo polo positivo ou íons sendo atraídos pelo polo negativo)
- padrão do sentido da corrente elétrica: sempre sai do polo positivo para o negativo (ao contrário do sentido das cargas negativas)
intensidade:
i= Q/ DeltaT (C/s)= Ampère (A)
Q=i. delta T ( para corrente constante apenas)
exemplo: i=5A, em 1 segundo, passam 5 coulombs de carga
obs:Q=n.e
gráfico ixt: Q é numericamente igual à área (nesse caso, serve para quando a corrente é variável também)
tensão elétrica (V ou U)
v= energia elétrica/ carga (J)/(C)= Volt
tomada de 220V: a tomada faz passar corrente elétrica pelo aparelho, entregando 220 joules de energia elétrica para cada coulomb de carga que passa
bateria de 9V: a bateria entrega 9 joules de energia em cada coulomb de carga que passa pelo aparelho
- tensão contínua:
sempre tem um polo positivo e um negativo (ex: pilhas) - tensão alternada:
aterramento (para que o aparelho não energize sua carcaça e dê choque)
um dos buraquinhos é neutro e o outro alterna a tensão, causando ddp - quanto maior a tensão, maior a passagem de corrente elétrica
resistência elétrica (R)
- maior a resistência= menor tende a ser a corrente que passa pelo corpo
- representa a oposição de um corpo à passagem de corrente
R=U/i (volts)/ (A)= ohm (“ferradura”)
- 5 ohms: ao aplicar uma tensão de 5 volts, uma corrente de 1 ampère passa pelo corpo
cuidado: não confundir resistência elétrica com RESISTOR - TODO OBJETO POSSUI RESISTÊNCIA ELÉTRICA
resistor (R)
- transforma energia elétrica exclusivamente em calor (efeito joule)
- resistor ôhmico: resistência é constante, pode-se usar a primeira lei de ohm ( U=R.i)
- potência do resistor:
P=U.i
P=R.i^2
p=U^2/R
obs: lâmpadas= resistor, a lâmpada, ao receber energia, converte a energia elétrica em calor o suficiente para que o metal dentro dela esquente ao ponto de brilhar
- efeito joule: aquecimento que ocorre devido a passagem de energia elétrica
exemplo de questão- resistor
01) os terminais de um resistor, de resistência constante, são ligados a uma bateria de 20V. Observa-se que passa pelo resistor uma corrente de 2A. Qual será a corrente que passará pelo mesmo resistor se este for submetido a uma ddp de 60V?
resposta: 6A
Primeira Lei de Ohm
- mantendo-se a temperatura de um resistor constante, a diferença de potencial aplicada nos seus extremos é diretamente proporcional à corrente elétrica que o percorre
U= R.i
resistor ôhmico
- resistência elétrica é constante
- obedece primeira lei de ohm
gráfico Uxi: reta que inicia na origem
resistor não ôhmico
- resistência não é constante
- não obedece a primeira lei de ohm, mas pode-se aplicar para calcular a carga, Q= Área
gráfico Uxi; curva, início na origem
Segunda Lei de Ohm
- nos metais: maior a temperatura, maior a resistividade elétrica
- R pode variar de acordo com a temperatura, o material ( maior a vibração, mais difícil a passagem dos elétrons pela estrutura cristalina dos metais)
- Ro só depende da temperatura e do material, então, a não ser que que essas grandezas sejam alteradas, a resistividade não muda, apenas a resistência
- resistividade é o inverso da condutividade, ou seja, quanto maior a condutividade menor a resistividade
Ro= L/ A
Ro: resistividade ( não confundir resistividade com resistência)
L: comprimento do condutor
A; área da secção transversal
R= Ro. L/A
segunda lei: a resistência de um condutor é diretamente proporcional ao seu comprimento e inversamente proporcional à sua área transversal
obs: resistor do chuveiro= as temperaturas são classificadas de acordo com a regulação da chave para ligar em pontos (comprimentos) diferentes do condutor
A B C
Rab = Ro. Lab/ A
Rbc= Ro. Lbc/A
Rab> Rbc
cuidado: caso uma questão informe que o Raio do condutor aumentou, a área aumentou ao quadrado
consumo de energia elétrica
- Potência = energia/tempo (J/s)= watts
- energia consumida= potência. tempo
E= P. DeltaT - energia consumida depende do aprelho utilizado (sua potência) e o tempo de uso
- unidades que costumam aparecer:
Kwh para energia consumida
H para tempo
W para potência
potência elétrica
- P= E/T
- a energia consumida pode ser dada pelo trabalho realizado: P= q.v/tempo, assim P=i.V em que V é a tensão elétrica (ddp)
- disjuntor/ fusível: seu valor indica o valor máximo de corrente que pode passar por ele. Se a corrente ultrapassar esse número, o disjuntor “abre” e não deixa que continue passando. Por conta do efeito joule, se a corrente for excessiva, a fiação esquenta muito e há o risco de incêndios
- P=R.i^2 ( pois o objeto ligado a uma ddp funciona como resistor, assim, P=V.i e V= R.i) > para comparar aparelhos que são percorridos pela MESMA corrente elétrica (em série)
- P= v^2/R > para comparar aparelhos ligados na mesma ddp, (para descobrir qual tem potência maior ou menor em função da resistência)
obs: em lâmpadas, o que não é aproveitado como luz visível, é dissipado em forma de calor - os aparelhos não podem ser ligados em potências maiores do que são projetados, pois queimam. Em uma potência menor, seu funcionamento é prejudicado
associação de resistores em SÉRIE
- sentido da i é do polo positivo indo até o negativo
- a corrente que passa por todos os resistores do circuito é a mesma
- i= i1=i2=i3=…=
- não existe nós entre os resistores
- “divisor de tensão”
- a tensão elétrica e a resistência totais se dividem entre os resistores (mas não necessariamente esses valores são iguais entre si, mesmo que possam ser)
- Utotal= U1+ U2+ U2+…+ ( a ddp individual é calculada por primeira ei de ohm, com a mesma corrente para todos, mas a resistência de cada um)
- Rtotal= R1+R2+R3+…+
- se as resistencias de cada resistor forem iguais ente si, a ddp também é, pis a mesma corrente passa por todos ( primeira lei de ohm- U=R.i)
- Resistor equivalente= soma das resistências (R= R1+R2+R3+…+
- a potência de cada resistor pode ser calculada pelas fórmulas de potência assim como a potência de todo o circuito ( a do circuito é a potência gerada pela bateria)
- toda a potência gerada pelo circuito será consumida nele, por isso a soma das potências de cada resistor (ou seja, a potência dissipada) é igual a potência total ( ou seja, a potência gerada pela bateria)
associação de resistores em PARALELO
- forma visual de reconhecer: todos os resistores estão ligados aos mesmos nós nas duas extremidades
- não necessariamente precisam estra desenhados paralelamente um ao outro
- “divisor de corrente”
- todos os resistores são ligados pelos mesmos dois pontos
- a corrente elétrica total se divide entre os resistores
itotal= i1+i2+i3+…+
( cada elétron que chega na carga total ao nó + deve voltar no nó -, pelo princípio da conservação de energia) - a tensão U em cada resistor é igual
Utotal= U1=U2=U3=…= - o inverso da resistência equivalente se dá pela soma do inverso das resistências dos resistores:
1/Req= 1/R1+ 1/R2+ 1/R3+…+
Associação mista de resistores
- o que não estiver em associação em paralelo com o resto, está em associação em série com a resistência equivalente dos que estão em paralelo
obs: é sempre melhor começar a resolver os circuitos de dentro pra fora (entre os nós primeiro)
casos especiais
apenas dois resistores em paralelo:
- Req+ produto/soma R1.R2/R1+R2
n resistores IGUAIS em paralelo:
Req= R/N
potência em circuitos
a soma das potências dos resistores que fazem parte de um circuito deve ser igual a potência total dele
curto circuito
- resistência equivalente do circuito diminui
- corrente total aumenta pela diminuição da resistência
- esse aumento de corrente aumenta a potencia de um só resistor, que, pelo excesso de energia recebida, pode queimar ou aquecer muito
- basicamente, o curto circuito ocorre quando a corrente acha uma passagem sem resistência, passando por ela ao invés da com resistência. Dessa forma, há concentração de energia sendo recebida por apenas um resistor do circuito, que superaquece
obs: quando há trecho de circuito aberto, é como se não existisse, pois a corrente não passa por ele
quanto menor for a resistência equivalente de um circuito, maior tende a ser a corrente
amperímetro
- mede a intensidade da corrente elétrica
- um amperímetro SEMPRE deve ser ligado em SÉRIE com o elemento em que se deseja medir a corrente elétrica
exemplo: tenho um circuito com 3 resistores em paralelo
para medir a corrente que passa por R1 preciso colocar o amperímetro em série com R1 e assim com todos - amperímetro ideal: não exerce resistência elétrica (geralmente o trabalhado em exercícios)
voltímetro
- mede tensão elétrica
- um voltímetro SEMPRE deve ser ligado em PARALELO com o elemento em que se pretende medir a tensão elétrica
- voltímetro ideal: possui resistência infinita, para que não passe corrente por ele
ponte de Wheatstone
Galvanômetro - mede também corrente elétrica, mas correntes de baixa intensidade - no galvanômetro: Vg= Rg. ig se ig=0 a ddp é 0 - ponte em quilíbrio: ig=0 vg=0
R2.R4= R1.R3
(diagonais um ao outro, forma um X)
- ponte em equilíbrio
R2.L4= R1.L3 (deduzida a partir de R=ro.L/A
obs: ao passar por um resistor, sempre há QUEDA de tensão
