Aula 6.1 Conteúdo: Eletrodinâmica corrente elétrica e seus efeitos, corrente contínua e alternada, relacionados a com a cultura indígena.

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2 Aula 6.1 Conteúdo: Eletrodinâmica corrente elétrica e seus efeitos, corrente contínua e alternada, relacionados a com a cultura indígena.

3 Habilidades: Entender a corrente elétrica como fluxo de elétrons que atravessa o circuito, transportando energia, assim como, reconhecer a importância da corrente elétrica para o funcionamento dos aparelhos elétrico e eletrônicos;

4 Eletrodinâmica: corrente elétrica e seus efeitos, corrente continua e alternada, relacionados com a cultura indígena. Na Unidade anterior estudamos a Eletrostática e, verificamos juntos que as cargas elétricas se movimentam no interior dos condutores. Vimos também que as primeiras descobertas da condução da eletricidade levaram os cientistas a pensar que se tratava de dois fluidos e mais tarde, de um único fluido.

5 Assim, com o modelo do fluido eles tentaram explicar o que acontecia no interior da matéria para existir a condução. Depois, descobriram que as cargas em movimento são, na verdade, elétrons dos átomos do material condutor, os chamados elétrons livres, que ficam na última camada eletrônica e, por isso, são menos atraídos pelo núcleo.

6 Os cientistas perceberam, então, que havia um movimento ordenado de cargas, por causa da diferença de potencial entre os dois pontos dos condutores. Esse fluxo ordenado de cargas é o que se chama corrente elétrica, nome que faz alusão à corrente de um fluido.

7 Corrente elétrica Fluxo ordenado de cargas elétricas, nome que faz alusão à corrente de um fluido. Para que haja movimento de cargas é preciso que se estabeleça um campo elétrico no condutor, da mesma forma que água dentro do encanamento que vem da caixa está sob a ação do campo gravitacional.

8 Exemplo 1 Um condutor contém grande quantidade de elétrons livres, cerca de por centímetro cúbico. Esses elétrons estão sempre em movimento no interior do condutor, mas de maneira desordenada.

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10 Exemplo 2 No estabelecimento, entre os pontos A e B uma diferença de potencial V V (V > V ), o interior A B A B desse trecho passa a ser preenchido por um campo elétrico. Esse campo elétrico é orientado do maior para o menor potencial.

11 V A V B - - E ddp

12 Exemplo 3 Sentido convencional da corrente elétrica: é usado o sentido convencional, ou seja, o mesmo do Campo Elétrico no interior do condutor.

13 - - E - E - - -

14 Exemplo 4 Intensidade da Corrente Elétrica: Entre os pontos A e B desse condutor há uma diferença de potencial U = V A - V B

15 A B S (V ) (V ) A B U = V A - V B

16 Exemplo 5 Num intervalo de tempo Δt passa pela seção normal S uma quantidade de carga de módulo ΔQ.

17 Exemplo 5 A intensidade de corrente elétrica i m, será dado pela razão entre ΔQ/ Δt: i m = ΔQ/ Δt = n.e / Δt

18 A unidade de corrente elétrica é o ampère: 1 ampère = 1 coulomb/segundo => 1A = 1C/s

19 Natureza da corrente elétrica Quanto à natureza dos portadores de carga, podemos classificar a corrente elétrica em Três tipos: A corrente eletrônica ocorre nos metais.

20 Natureza da corrente elétrica Corrente eletrônica: é aquela constituída pelo deslocamento de elétrons livres. Ocorre nos metais, como o filamento de tungstênio das lâmpadas, e também no vácuo.

21 + - Natureza da corrente elétrica Corrente iônica: é aquela constituída pelo deslocamento de íons positivos e negativos, que se movem ao mesmo tempo em sentidos opostos. E - + Corrente iônica em solução eletrolítica.

22 Natureza da corrente elétrica Ocorre nas soluções eletrolíticas (soluções de ácidos, bases e sais).

23 Natureza da corrente elétrica Corrente Mista: é aquela constituída pelo movimento de elétrons livres e pelo fluxo de íons positivos. Ocorre no interior dos tubos de lâmpadas fluorescentes. A lâmpada fluorescente é acionada por corrente eletrônica e corrente iônica.

24 Corrente Contínua e Alternada Corrente Contínua (CC): a i intensidade da corrente é constante que movimentam os elétrons livres sempre no mesmo sentido, embora a trajetória deles com 0 t condutor sejam irregulares.

25 Corrente Contínua e Alternada Na corrente contínua, a i intensidade não varia com o tempo. Exemplos: Pilhas e baterias. 0 t

26 Corrente Contínua e Alternada Corrente Alternada (CA): Provém de da usinas geradoras de energia elétrica e recebe esse nome porque os elétrons livres, em vez de se deslocar, oscilam em movimento harmônico simples (MHS) numa frequência definida (50Hz ou 60Hz). Essa oscilação ocorre porque o campo elétrico no interior do fio é alternado: ora está em um sentido, ora em sentido contrário

27 Corrente Contínua e Alternada i máx O gráfico representa a intensidade da corrente alternada em função do tempo. 0 -i máx t Na corrente alternada, a intensidade varia de forma senoidal com o tempo.

28 Exemplo 1 Criou-se uma bateria com grande capacidade de carga e recarga rápida. Suponha que essa bateria, inicialmente descarregada, é alimentada com uma corrente elétrica im = 3,2A até atingir sua carga total, de ΔQ = 0,8Ah. Calcule, em minutos, o tempo gasto para carregar essa bateria.

29 Resolução i m = ΔQ/Δt => 3,2 = 0,8/ Δt => Δt = 0,8/3,2 = 0,25h Δt = 0,25h. 60min => Δt = 15min

30 Exemplo 2 Um fio metálico é percorrido por uma corrente elétrica de 8A. Sendo e = 1, C o módulo da carga elementar, determine o número de elétrons que atravessam uma secção reta do fio em 10s. Interprete o resultado.

31 Resolução i = 8A e Δt = 10s i = ΔQ/Δt => 8 = ΔQ / 10 => ΔQ = 80C. ΔQ = n.e => 80 = n.1, => n = 80 / 1, => n = => n = elétrons.

32 Questão 01 Sobre o estudo da corrente elétrica, assinale como verdadeira (V) ou falsa (F) as afirmativas: ( ) Nos condutores iônicos, as partículas eletrizadas em movimento são íons, enquanto no condutores eletrônicos essas partículas são elétrons livres. ( ) Partículas eletrizadas em movimento, ou seja, cargas elétricas, constituem os elétrons livres num condutor metálico.

33 Questão 01 ( ) A corrente elétrica em um condutor metálico se deve ao movimento de elétrons livres no mesmo sentido do campo elétrico estabelecido. ( ) O sentido adotado para a corrente elétrica num condutor é o mesmo do movimento dos prótons, ou seja, no mesmo sentido do campo elétrico estabelecido.

34 Questão 02 Uma corrente contínua de intensidade igual a 2ª atravessa um condutor durante 5min. Sendo e = 1, C, determine o número de elétrons que passam por uma secção transversal do condutor.

35 Respostas Exercício 1 V; V; F; V Exercício 2 ΔQ = i. Δt = = 600C ΔQ = n.e 600 = n.1, => n = ou n = 3, elétrons