Física - Fenómenos elétricos 10º ano Flashcards
Diferença de potencial eléctrico - conceito e fórmula
- Corresponde ao trabalho realizado para deslocar uma carga entre 2 pontos
- A energia transferida no deslocamento de uma carga
- U = W ou E / Q
Diferença de potencial eléctrico - explica a sua existência
- Para que existe um fluxo de carga eléctricas continuas, é necessário que a diferença de polaridade nos terminais nunca acabe.
- É necessário que seja transferida energia - W
Tipos de correntes
Corrente contínua: corrente eléctrica que se efectua sempre no mesmo sentido.
Exemplo - pilha
Corrente alternada: corrente eléctrica que inverte o sentido periodicamente.
Exemplo - gerador de uma central hidroeléctrica.
Perdas de energia no fluxo de cargas elétricas
Quando os electrões livres estão em movimento (no fluxo) podem colidir com átomos. Essa colisão provoca perdas de energia nos electrões, limitando o seu movimento.
> colisões –> < fluxo de electrões
Analogia das cargas elétricas parte 1
Recipiente água:
- 2 recipientes com diferentes níveis de água, ao ligar um tubo entre os 2 recipientes vai criar uma coluna de água onde esta vai passar do recipiente com + água para o que tem - água até igualar os níveis de água em ambos os recipientes.
Fenómeno eléctrico:
- Quando um fio de um condutor metálico é ligado a uma pilha. Esta pilha tem + e -, os electrões livres do fio vão criar um fluxo de cargas negativas devido ao movimento dos electrões para a extremidade + da pilha. Os electrões têm uma força atractiva ao + e repulsiva ao -.
Características de bons condutores de corrente eléctrica
- Oferecem reduzida oposição ao fluxo de electrões.
- Condutividade eléctrica elevada
- Exemplos: Prata e Cobre
Características de semi-condutores de corrente eléctrica
- Condutividade eletrica média
- oferecem intermédia oposição ao fluxo de electrões.
- Importantes no campo da eletrónica.
- Exemplos: Sílico e Germânico
Características de maus condutores de corrente elétrica
- Condutividade electriza baixa
- Oferecem muita oposição ao fluxo de electrões. Impedir a passagem da corrente eléctrica para onde não é desejada.
- Isoladores térmico
- Exemplos: Porcelana
Resistência elétrica - conceito e aplicações
- Oposição que um material oferece à passagem da corrente elétrica;
- Restringe o fluxo de electrões;
- Aplicações: limitar a I, limitar o U, transferências sob a forma de calor.
Tipos de resistências
- Resistência fixa - apresenta um valor de resistência constante;
- Resistência variável - apresenta um valor de resistência variável: reóstato/potenciómetros
Fatores que fazem variar as resistências
- variações de intensidade da luz incidente
- variações da Temperatura
- variações do campo magnético
- variações de tensão mecânica
Lei de Ohm
Para uma dada temperatura, a U entre os terminais de uma resistência é directamente proporcional à I que o atravessa.
U = I x R
Quem obedece à Lei de Ohm?
Resistências lineares - resistência constante - obedece à lei
Resistência não linear - resistência varia com a I - não obedece à lei.
Resistividade - conceito, do que depende e fórmula
- Mede a dificuldade com que os electrões se podem deslocar através do material.
- Depende da natureza e T do material
- R = p x L/A
Bons condutores elétricos - Resistividade
Baixo nível de resistividade
Maus condutores elétricos - Resistividade
Alto nível de resistividade
Variação da Resistividade com a Temperatura
Varia de foram quase proporcional
> T —-> > Resistividade
Potência elétrica - conceito e fórmula
- mede a energia elétrica transferida por unidade de tempo
- P= U x I
Efeito de Joule
Efeito térmico provocado pela passagem de I através de um condutor elétrico, que transfere energia como calor para a vizinhança.
- Os choques entre electrões livres e átomos –> condicionam a passagem de I, o que faz aumentar a temperatura, provocando a dissipação de Energia.
Analogia água e fenómenos elétricos parte 2
Recipientes com água:
Para que o fluxo de água entre os dois recipiente não pare quando as quantidade de água igualarem, temos de manter um desnível constante entre os dois recipientes. Ligamos uma bomba aos recipientes que vai promover um fluxo de água constante desde que a bomba esteja ligada.
Fenómenos eléctricos:
A bomba de água representa um gerador elétrico que vai provocar uma continua diferença de potencial elétrico entre os terminais resultando num fluxo de cargas elétricas contínuo.
Exemplos de geradores eléctricos - baterias
Força eletromotriz - conceito
Energia por unidade de carga que um gerador fornece
Corresponde ao U de um gerador em circuito aberto.
Gerador ideal
Gerador elétrico ideal - quando a U de um gerador é independente da I que percorre o circuito. U=F(I) —-> O gráfico é uma linha constante.
Resistência interna - conceito
esta é a resistência que um gerador possui. Provoca uma dissipação de energia no gerador.
Vai diminuir a energia que um gerador pode transferir para um circuito elétrico.
Relações de U/E/I em sistemas abertos e fechados
Sistemas abertos -> I=0, Logo U=E
Sistemas fechados -> I tem um valor, logo existe resistência interna e U vai ser menor que E
Associação em Série - conceito e relações entre U, I e R
- Elementos eléctricos ligados entre si de modo a que exista apenas 1 caminho para a passagem da corrente elétrica
IA = IB = IC = ID = I
UAD = UAB + UBC + UCD
Req = R1 + R2 + R3 + R4
Associação em Paralelo - conceito e relações entre U, I e R
- Elementos elétricos ligados entre si de modo a que existam vários caminhos para a passagem da corrente elétrica
IA + IB + IC + ID = I
U = UEF = UBC = UGH
1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/R4
Amperímetros
- mede I
- instala-se em série
- apresenta reduzida R para não afetar a passagem de I
Voltímetros
- mede U
- instala-se em paralelo
- apresenta elevada R para impedir a passagem de I
Ohmímetros
- mede R
- instala-se em paralelo
Multímetros
Aparelhos que medem em simultâneo U, I e R
Desvantagens de um circuito em série
Existe apenas 1 caminho para a passagem de I, por isso se um dos elementos não funcionar, todos os outros deixarão de funcionar as well.
A U teria de ter divida por todo o circuito logo teria de ser muito elevada.
Conservação de energia em circuitos elétricos
Pode parecer que os circuitos não conservam energia, contudo não é bem assim.
Podemos afirmar que a pilha é a fonte de energia e os restante elementos são os receptores de energia.
E pilha = E R1 + E R2, então se a energia fornecida é igual
à soma das resistências que no fundo é a soma das energia dissipadas, então existe conservação de energia. A energia elétrica fornecida foi toda transformada em energia térmica e transferida para. a vizinhança —> Existe conservação de energia.
