CAMPO ELÉTRICO. Uma carga elétrica Q produz ao seu redor uma região afetada por sua presença denominada campo elétrico. Criado por cargas elétricas.

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1 CAMPO ELÉTRICO Uma carga elétrica Q produz ao seu redor uma região afetada por sua presença denominada campo elétrico. Campo Elétrico Criado por cargas elétricas. Representado por linhas de campo.

2 Grandeza Vetorial Campo Elétrico Símbolo E Unidade de Medida newton/coulomb [N/C]

3 A intensidade do campo elétrico E num ponto é diretamente proporcional ao módulo da carga elétrica Q, inversamente proporcional ao quadrado da distância d entre ela e o ponto considerado e depende da característica do meio. E = K.Q 2 d em que: K=9x10 9 N.m 2 /C 2 (no vácuo e no ar) Q = módulo da carga elétrica em [C] d = distância em [m]

4 Comportamento das Linhas de Campo Cargas de sinais contrários Cargas de mesmo sinal

5 Campo Elétrico Uniforme. Numa região do espaço existe um campo elétrico E criado por uma carga elétrica qualquer, uma outra carga elétrica puntiforme Q, imersa neste campo elétrico, fica submetida a uma força F.

6 F = Q.E em que: Q = módulo da carga elétrica em [C] E = módulo do campo elétrico em [N/C] Carga positiva força no mesmo sentido do campo. Carga negativa força no sentido contrário do campo. Lei de Coulomb Duas cargas elétricas Q A e Q B interagem entre si com forças de mesma intensidade F, cujo valor é diretamente proporcional a constante eletrostática do meio K e ao produto das cargas elétricas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas.

7 F = K.Q d A 2.Q B em que: K=9x10 9 N.m 2 /C 2 (no vácuo e no ar) QA e QB = módulos das cargas em [C] d = distância em [m]

8 Potencial Elétrico Num campo elétrico cada ponto possui um potencial elétrico V que é diretamente proporcional ao produto entre a característica do meio K e a intensidade da carga q, geradora deste campo elétrico, e inversamente proporcional a distância d entre a carga geradora do campo elétrico e o ponto considerado, ou seja, onde há campo elétrico, há potencial para realização de trabalho. V = K.Q d em que: K=9x10 9 N.m 2 /C 2 (no vácuo e no ar) Q = valor absoluto da carga elétrica em [C] d = distância em [m] Carga positiva potencial positivo. Carga negativa potencial negativo

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10 Tensão Elétrica Diferença de Potencial - ddp Tem-se: Campo elétrico E criado por uma carga Q positiva. Elétron (-q) colocado no ponto A: Movimento do elétron em direção ao ponto B. Potenciais: VA < VB Conclusão Carga negativa move-se do potencial menor para o maior.

11 Carga +q colocada no ponto B: Movimento da carga em direção ao ponto A. Conclusão Carga positiva move-se do potencial maior para o menor. A diferença de potencial (ddp) é necessária para que haja condução de eletricidade, porque produz um movimento de cargas elétricas.

12 Analogia com a Hidráulica Tensão Elétrica (E, V ou U) Nome dado à diferença de potencial elétrico: E = VB - VA A corrente de água existe por causa da d.d.p. gravitacional entre as caixas d água.

13 Quando o raio atinge o solo, as ondas de tensão propagam-se radialmente, se deslocando do centro para a periferia. Entre uma onda e outro há uma d.d.p..

14 Corrente Elétrica Eletrodinâmica Estudo das cargas elétricas em movimento. Intensidade da Corrente Elétrica Nos metais, os elétrons movimentam-se no sentido contrário do campo elétrico, do potencial menor para o maior. I = Q t Símbolo I Unidade de Medida ampère [A]

15 Corrente Elétrica Convencional Considera a corrente como sendo formada por cargas positivas. Sentido: potencial maior para o menor Indicação da corrente no circuito da lanterna:

16 Fontes de Alimentação Pilhas e Baterias Bateria Associação de pilhas Veja o circuito da lanterna Corrente Contínua (CC ou DC) Corrente Alternada (CA ou AC)

17 Bipolos Gerador e Receptor Gerador ou Bipolo Ativo Eleva o potencial elétrico Receptor ou Bipolo Passivo Provoca queda de potencial Veja o circuito da lanterna: Bateria gerador Lâmpada receptor

18 Terra (GND) ou Potencial de Referência Pólo Negativo Potencial Zero Veja como pode ser representado o circuito da lanterna:

19 Dois corpos condutores, imersos em um meio inicialmente isolante, são carregados de carga de polaridade oposta, gerando entre eles uma d.d.p..quando se atinge em um valor limite, o qual varia em função do material dielétrico, há o fenômeno da ruptura dielétrica, e o meio isolante passa a ser momentaneamente um meio condutor, quando se salta um arco (feixe de elétrons).

20 Conhecendo o poder das pontas, Benjamim Franklin teve então a idéia de construir um dispositivo que exercesse uma proteção contra raio.este dispositivo, o pára-raios exercerá função de criar em volta dele um ar com características condutoras que fará com que o raio caia sobre ele e não em qualquer lugar da vizinhança. É por isso que uma casa sempre tem que ter um pára-raios ou estar na zona de proteção de algum outro.

21 O fenômeno do poder das pontas ocorre porque, em um condutor eletrizado a carga tende a se acumular nas regiões pontiagudas, criando um campo elétrico maior que nas regiões mais planas. Se aumentarmos continuadamente a carga elétrica no condutor, a intensidade do campo elétrico em torno dele aumentará também, até que na região pontiaguda o valor da rigidez dielétrica do ar será ultrapassado antes que isto ocorra r nas demais regiões. Portanto nas proximidades da região pontiaguda que o ar se tornará condutor e será através da ponta que a carga se escoará. E

22 PONTO DE IMPACTO - Ponto onde uma descarga atmosférica atinge a terra, uma estrutura ou o sistema de proteção contra descargas atmosféricas. VOLUME A PROTEGER - Volume de uma estrutura ou de uma região que requer proteção contra os efeitos das descargas atmosféricas. SISTEMA DE PROTEÇÃO CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS (SPDA) - Sistema completo destinado a proteger uma estrutura contra efeitos das descargas atmosféricas. É composto de um sistema externo e de um sistema interno de proteção.

23 Um invólucro ou malha metálicos de geométrica fechada constituem anteparos elétricos que protegem o espaço interno da qualquer campo elétrico. As malhas são eficientes desde que a área dos espaços vazios não avance sobre a superfície a proteger.

24 1) Captor Tipo Terminal 2) Cabo de Cobre 3) Suportes Isoladores 4) Tubo de Proteção 5) Malha de Aterramento 6) Conector de Medição

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26 1) CAPTOR TIPO FRANKLIN 2) POSTE METÁLICO AUTO SUPORTADO 3) CABO DE COBRE NU 4) CAIXA DE INSPEÇÃO 5) HASTE TIPO COOPERWELD 6) CONECTOR CABO HASTE

27 1) PÁRA-RAIOS DE LINHA DE BAIXA TENSÃO 2) PROTETOR DE SURTOS PARA QUADRO INTERNO 3) PROTEÇÃO INTEGRADA PARA PABX, FAC-SIMILE 4) PROTEÇÃO INTEGRADA PARA MODEM, MICRO E LINHA LP 5) ATERRAMENTO HÍBRIDO PARA MÁQUINAS E EQUIPAMENTOS 6) MALHA DE ATERRAMENTO

28 CAPACITÂNCIA É um conceito associado à capacidade de um condutor em armazenar cargas elétricas. Esta capacidade depende de suas dimensões e do material com que é feito. C= Q/V No SI, a unidade de capacitância é FARAD (F) Então, capacitância é a capacidade de carga que um condutor pode armazenar por unidade de tensão.

29 CAPACITOR Ou condensadores, são dispositivos que podem armazenar cargas elétricas na forma eletrostática. Os capacitores podem ser polarizados ou não polarizados e fixos ou variáveis. O mais simples dos capacitores é o capacitor de placas paralelas, formada por duas armaduras condutores de área A e separadas por uma distância d por uma camada isolante denominada dielétrico.

30 DIELÉTRICO Muitos circuitos elétricos necessitam de grandes capacitâncias. Para isso pode-se aumentar a área das placas do capacitor e diminuir a distância entre elas. No entanto, aumentar muito a área das placas implica em capacitores muito grandes. Se optarmos por diminuir a distância entre as placas facilita a ruptura do dielétrico. Dielétrico constante dielétrica Vácuo 1 Papel 3,5 Vidro 8 Porcelana 6,5 Polietileno 2,3 C= k d.c o

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