Conceito de campo. É uma alteração produzida no espaço em torno de uma massa, um imã ou uma carga elétrica. Campo Elétrico

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1 Conceito de campo É uma alteração produzida no espaço em torno de uma massa, um imã ou uma carga elétrica. Campo Gravitacional Campo Magnético Campo Elétrico

2 Campo Elétrico

3 Campo Elétrico Uma carga elétrica (carga geradora) gera uma alteração em todos os pontos do espaço que estão sob a sua influência, tal que uma outra carga (carga de prova), ao ser colocada num desses pontos fica sujeita a uma força de atração ou de repulsão exercida pela carga geradora. Carga de prova Carga geradora Campo Elétrico

4 Figura do campo de um condutor carregado

5 Efeito análogo com um ímã (campo magnético)

6 Vetor Campo Elétrico O campo elétrico pode ser representado, em cada ponto do espaço, por um vetor, usualmente simbolizado por E. Carga Fonte O módulo de E é dado por: E F q No SI, a unidade de medida do campo elétrico é o N/C

7 - F e E têm sempre a mesma direção. - Sendo q > 0 F e E têm o mesmo sentido - Sendo q < 0 F e E têm sentidos contrários - Se Q > 0 o vetor campo elétrico é de AFASTAMENTO - Se Q < 0 o vetor campo elétrico é de APROXIMAÇÃO E +q -q F +q E F + Q - Q F E -q E F

8 Linhas de força ou de campo As Linhas de forças (ou de campo), além de demonstrar o aspecto geral do campo, podem ser utilizadas para determinar a direção e o sentido do campo elétrico em cada ponto. O vetor campo elétrico tangencia a linha de força. -Por convenção, as linhas de força são orientadas no sentido do vetor campo. - A densidade das linhas de força indicam a intensidade do campo, quanto mais próximas as linhas, maior é a intensidade do campo. -Quanto maior a distância até a carga mais afastadas entre si estão as linhas, em conformidade com o que já foi visto, isto é, o valor do campo diminui com a distância.

9 Linhas de força geradas por duas cargas As Linhas de forças parecem nascer nas cargas positivas e morrer nas cargas negativas. Exercício: Desenhe as linhas geradas por duas cargas negativas

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11 Campo Elétrico de uma Carga puntiforme Q d P q Q = Carga fonte q = Carga de prova colocada em um ponto P no campo gerado por Q. d = distância do ponto P à carga fonte Q F K Q q ; F 2 d q E E q E K Q d 2 q E K Q d 2 0 O gráfico representa a intensidade do vetor E, criado por uma partícula eletrizada com carga Q em função da distância d. d

12 Campo elétrico gerado por diversas cargas E = E1 + E En

13 Blindagem Eletrostática Gaiola de Faraday Quando um condutor é eletrizado, o excesso de as cargas se distribui uniformemente em sua superfície. Nessas condições o campo elétrico no interior do condutor é nulo, ou seja, E= 0.

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15 Onde utilizamos isso? Esse fenômeno é muito utilizado para proteger equipamentos que não podem ser submetidos a influências elétricas externas, como é o caso de aparelhos eletrônicos.

16 Poder das Pontas Se um condutor eletrizado possuir extremidades pontiagudas, existira um acumulo de cargas nessa região, sendo o campo elétrico mais intenso próximo as pontas.

17 Segundo o INPE, relâmpagos são as descargas elétricas geradas por nuvens de tempestades. Já os raios são aquelas descargas que, saindo da nuvem, atingem o solo.

18 Raios e o Poder da pontas

19 Raios e Para raios

20 Potencial Elétrico

21 Energia Potencial Elétrica A energia Potencial elétrica (Ep) é proporcional a: - A carga fonte Q - A carga de prova q - Inversamente proporcional a d No Sistema Internacional, a unidade de medida da Energia é o Joule (J)

22 Potencial Elétrico O Potencial elétrico (V) é uma medida do nível de energia associado a um ponto de um campo elétrico. - V é o potencial elétrico - Q é a carga geradora - d é distância ao ponto - K é a constante elétrica No Sistema Internacional, a unidade de medida do Potencial é o Volt (V)

23 Potencial Elétrico - O Potencial elétrico é grandeza escalar e o seu valor em um ponto P depende apenas da carga fonte Q. - O sinal do Potencial acompanha o sinal da carga fonte, ou seja: Se Q > 0, V > O Se Q < 0, V < 0 - Para cada ponto de um campo elétrico podemos definir uma grandeza vetorial ( O campo elétrico) e uma grandeza escalar (O Potencial elétrico) - É interessante trabalhar com o Campo Elétrico quando estamos analisando o problema do ponto de vista das forças - Entretanto, se queremos analisar o problema do ponto de vista das energias, devemos trabalhar com o Potencial elétrico

24 Superfícies equipotenciais As superfícies equipotenciais são superfícies ao longo das quais o potencial é constante.

25 Diferença de potencial (ddp) Considere dois pontos de um campo elétrico, P1 e P2, cada um com um posto a uma distância diferente da carga geradora, ou seja, com potenciais diferentes. Se quisermos saber a diferença de potenciais entre os dois devemos considerar a distância entre cada um deles. U = V 1 - V 2

26 Potencial Elétrico devido a diversas cargas Trabalho da força elétrica: O trabalho é igual a variação de energia, ou seja: - é o trabalho da força - V é o potencial elétrico - q é a carga de prova - U é a diferença de potencial

27 Diferença de potencial elétrico(ddp) ou Tensão Elétrica Considere um aparelho que mantenha uma falta de elétrons e uma de suas extremidades e na outra um excesso. Este aparelho é chamado GERADOR e pode ser uma pilha comum. A tensão elétrica é a diferença de potencial entre dois pontos. A unidade da tensão elétrica, no SI, é o volt (V) em homenagem ao Físico Italiano Alessandro Volta.

28 Corrente elétrica ( i ) - Os elétrons mais próximos do núcleo tem maior dificuldade de se desprenderem de suas órbitas, devido a atração exercida pelo núcleo; assim os chamamos de elétrons presos. -Os elétrons mais distantes do núcleo (última camada) têm maior facilidade de se desprenderem de suas órbitas porque a atração exercida pelo núcleo é pequena; assim recebem o nome de elétrons livres. Corrente elétrica é o movimento ordenado de cargas elétricas. Gerador

29 O sentido da corrente elétrica Real Convencional Por convenção, o sentido da corrente elétrica é contrário ao Sentido real do movimento dos elétrons no condutor

30 Transformador Há dois tipos de corrente elétrica: contínua (DC)e alternada(ac). As pilhas geram um fluxo CONTÍNUO de elétrons, enquanto os geradores das usinas (hidrelétricas, eólicas, termoelétricas, etc...) geram uma corrente ALTERNADA, ou seja, os elétrons ora andam num sentido, ora em sentido contrário. Essa mudança de sentido da direção dos elétrons pode ser da ordem de 50 a 60 vezes por segundo. A energia elétrica que chega até nossas casas é resultado de processos de transformações gerados em usinas, sendo a corrente elétrica do tipo alternada

31 Intensidade da Corrente elétrica Entende-se por intensidade de corrente elétrica a quantidade de elétrons que fluem através de um condutor durante um certo intervalo de tempo. i Q t i= intensidade da corrente elétrica (A) Q quantidade de carga(c) t tempo (s) No S.I. a unidade de medida da corrente elétrica é o Ampère (A = C/s )

32 Efeito Joule Efeito Joule: Quando uma corrente passa por um condutor metálico, há a transformação de energia elétrica em energia térmica. Esse efeito é denominado EFEITO JOULE. Ex.: Ferro de passar roupa, Chuveiro elétrico, etc...