Corrente Elétrica. Professor Rodrigo Penna - - CHROMOS PRÉ-VESTIBULARES

Transcrição

1 Corrente Elétrca Professor Rodrgo Penna E CHROMOS PRÉVESTIBULARES

2 Corrente Elétrca Conceto Num condutor, alguns elétrons estão presos ao núcleo enquanto os chamados elétrons lvres podem passar de um átomo para outro devdo à própra energa térmca (calor). CHROMOS PRÉVESTIBULARES

3 Corrente Elétrca Conceto Se consegurmos estabelecer um DDP (campo elétrco), o movmento dos elétrons lvres no condutor va se orentar, estabelecendo um fluxo ordenado de cargas ao qual chamamos de Corrente Elétrca. E CHROMOS PRÉVESTIBULARES

4 Corrente Iônca Numa solução de NaCl as cargas postvas (Na ) podem se mover e, neste caso, a corrente total é a soma da corrente de cargas postvas e negatvas. E CHROMOS PRÉVESTIBULARES

5 Corrente Convenconal Apesar de sabermos que num condutor o que se move são elétrons, normalmente vamos representar a Corrente Convenconal que equvale a um movmento de prótons no sentdo contráro ao dos elétrons. E E Corrente Real equvalente Corrente Convenconal CHROMOS PRÉVESTIBULARES

6 Intensdade da Corrente A ntensdade (valor) da corrente é defnda como a razão entre a quantdade de cargas que atravessa a sessão reta(s) de um condutor dentro de um ntervalo de tempo. = Q E t S CHROMOS PRÉVESTIBULARES

7 Undade de Corrente Elétrca Q coulomb = = = ampère = t segundo A CHROMOS PRÉVESTIBULARES

8 Corrente Contínua e Alternada Nos casos que vmos até agora o campo elétrco não vara com o tempo gerando o que chamamos de corrente contínua. É o caso das correntes fornecdas por bateras e plhas. Mas o campo elétrco pode varar de valor e sentdo no tempo e neste caso teremos uma corrente alternada como nas tomadas de sua casa. 0 t 1 t 2 t 3 t 4 t CHROMOS PRÉVESTIBULARES

9 Resstênca Elétrca Quando as cargas se movem estabelecendo a corrente elas encontram uma certa dfculdade, pos (no caso de um metal, por exemplo) os elétrons chocamse contra os núcleos e entre s. Elétrons Núcleos CHROMOS PRÉVESTIBULARES

10 Resstênca Elétrca A esta dfculdade de passagem da corrente chamamos de RESISTÊNCIA ELÉTRICA, defnda pela razão entre a Voltagem aplcada e a Corrente estabelecda. R = V AB CHROMOS PRÉVESTIBULARES

11 Undade de Resstênca R volt = = = ohm ampère V AB = Ω CHROMOS PRÉVESTIBULARES

12 Representação de Resstênca O símbolo de resstênca é mostrado abaxo: R A D Juntando o símbolo de gerador podemos montar um crcuto smples R B C Os trechos que apresentam resstênca desprezível são representados por lnhas contínuas. Note que desenhamos a corrente convenconal. CHROMOS PRÉVESTIBULARES

13 Queda de Tensão Sempre que houver uma resstênca em um crcuto, sobre ela haverá uma QUEDA DE TENSÃO. V BC = A R D B C Observe que a mesma corrente crcula em todos os pontos do crcuto, nclusve dentro do gerador. CHROMOS PRÉVESTIBULARES

14 Resstênca Elétrca Fatores que nfluencam na resstênca de um fo condutor: Comprmento L RαL Área da Seção Reta (grossura) A R 1 α A Materal ρ Isolantes ρ Alto Condutores ρ Baxo Resstvdade à Temperatura Ambente Materal ρ (ohm metro) Alumíno 2,6 x 10 8 Cobre 1,7 x 10 8 Níquelcromo 100x 10 8 Chumbo 22 x 10 8 Ferro 10 x 10 8 Mercúro 94 x 10 8 Prata 1,5 x 10 8 R A = ρ L A L Tungstêno 5,5 x 10 8 CHROMOS PRÉVESTIBULARES

15 Reostato ou Potencômetro Tratase de um resstor cujo valor da resstênca é VARIÁVEL. Costuma aparecer em alguns crcutos. Os símbolos estão lustrados abaxo: B A C CHROMOS PRÉVESTIBULARES

16 Le de Ohm Alguns materas têm a resstênca varável dependendo da voltagem aplcada. Outros mantêm resstênca constante ndependente da voltagem aplcada. Para materas cuja resstênca não depende da voltagem (R=constante) a corrente estabelecda é dretamente proporconal à tensão. V AB = R V AB V AB CHROMOS PRÉVESTIBULARES

17 Le de Ohm A expressão V AB = R é válda para qualquer caso, anda que a resstênca (resstvdade) vare com a voltagem. O valor da resstênca pode ser trado do gráfco V AB x V AB (V) R = V ,0 M N V 0,20 0,40 0,60 0,80 (A) CHROMOS PRÉVESTIBULARES

18 Potênca Elétrca A energa elétrca pode se transformar em outras formas de energa. Por exemplo, em um motor ela é transformada em energa mecânca e numa lâmpada em luz (energa) e calor. Quando a corrente elétrca atravessa um elemento em um crcuto ela entrega energa a este elemento. As cargas perdem energa ao passarem de A para B (queda de potencal). A B _ CHROMOS PRÉVESTIBULARES

19 Potênca Elétrca A POTÊNCIA de um aparelho qualquer é defnda como a taxa de consumo de ENERGIA em relação ao tempo. P = ENERGIA TEMPO = T AB t Como V T = AB T = q AB AB V AB q Daí P q = q Mas = t t V AB Fnalmente P = V AB CHROMOS PRÉVESTIBULARES

20 Undade de Potênca energa Joules P = = = tempo segundo WATT CHROMOS PRÉVESTIBULARES

21 Undade de Potênca Para calcular a ENERGIA consumda ou gerada devemos multplcar a POTÊNCIA pelo TEMPO. ENERGIA = Pt(Joules) Outra undade de ENERGIA comum é a usada pela CEMIG: kwh=klowatthora. 1 kwh = 10 W1h = 10 W 3600s = 3, Joules CHROMOS PRÉVESTIBULARES

22 Efeto Joule O choque dos elétrons da corrente com os átomos provoca um aumento na sua vbração e, consequentemente, na sua temperatura: um aquecmento. TODO CORPO PERCORRIDO POR UMA CORRENTE ESQUENTA! CHROMOS PRÉVESTIBULARES

23 Efeto Joule Este aquecmento é chamado EFEITO JOULE. Um chuvero ou um ferro elétrco são fetos para esquentar, mas qualquer RESISTÊNCIA esquenta ao ser percorrda por uma corrente elétrca. CHROMOS PRÉVESTIBULARES

24 Efeto Joule No caso de uma resstênca podemos calcular a Potênca dsspada em calor (EFEITO JOULE) da segunte forma: P = V, mas, V = AB AB R Então: P = R 2 CHROMOS PRÉVESTIBULARES

25 Efeto Joule Às vezes é útl usar: P = V, mas, = AB V AB R Então: P V 2 = R CHROMOS PRÉVESTIBULARES