CARGAS ELÉTRICAS AULA 01

Transcrição

1 CARGAS ELÉTRICAS AULA 01 Professor Jocemar Bueno +AULA 01

2 Linha do Tempo A história sempre nos ensina como uma série de eventos podem nos levar até o caos ou até a ordem e paz. Na eletricidade é importante conhecermos a trajetória dos eventos, pois as tecnologias anteriores normalmente inspiram novas tecnologias e fundamentos antigos podem ser reescritos e reutilizados. Seguindo a ordem como ocorreu podemos escrever a seguinte linha de tempo: De O d.c até 1600 a tecnologia eletroeletrônica não existia na prática. Talvez eventos não registrados ou mal registrados. De 1600 até 1900 ocorreu a era das fundamentações teóricas e experimentos sobre eletricidade e magnetismo. De 1900 até 2000 observamos a era do desenvolvimento, onde percebemos a eletrônica, rádio, amplificadores, relés de estado sólido, CI s e computadores. +AULA 01 2

3 Linha do Tempo De fato o assunto sobre a eletricidade começou na Grécia, mas apenas como fenômenos magnéticos. Os gregos denominavam elektron a resina fóssil usada na demonstração da eletricidade estática. Apenas em 1600, Willian Gilbert retomou a pesquisa sobre eletrostática e o assunto seguiu ao longo dos anos, passando por nomes como: Otto Von Guericke que construiu o primeiro gerador eletrostático e Stephen Gray o primeiro a transmitir cargas elétricas por longas distâncias utilizando fios de seda. Nomes como Charles Dufay que demonstrou existir dois tipos de carga elétrica, a positiva e a negativa. Pieter Van Musschenbroek que inventou o primeiro capacitor denominada a garrafa de Leyden para armazenar carga elétrica. Essa garrafa é muito importante, pois foi com essa garrafa que Benjamin Franklim demonstrou que um relâmpago é simplesmente uma descarga elétrica e em varias outras experiências para determinar o conceito de Positivo e Negativos para cargas elétricas, o que era teórico até então. Deste ponto em diante a eletricidade começou a ser estudada e se desenvolver cada vez mais. +AULA 01 3

4 Linha do Tempo Em 1784 Charles Coulomb demonstrou em paris a Lei de Coulomb para as cargas elétricas. Em 1791 Luigi Galvani mostrou que existe eletricidade no corpo de qualquer animal. Em 1799 Alessandro Volta criou a primeira bateria. Em 1800 Gustav Robert Kirchhoff demonstrou a Lei de Kirchhoff. Em 1820 Hans Cristian Oersted unificou o magnetismo e a eletricidade, denominando Eletromagnetismo. Em 1826 Gerg Ohm demonstrou a Lei de Ohm. Em 1831 Michael Faraday descobriu a indução eletromagnética e desenvolveu o capacitor como conhecemos hoje. +AULA 01 4

5 Linha do Tempo Em 1862 James Clerk Maxwell publicou a teoria eletromagnética da Luz, testadas com sucesso em Em 1883 Thomas Edison inventou a lâmpada e descobriu o efeito Edison. Em 1884 Paul Nipkow inventou o telescópio elétrico, primeiro tubo de imagem. Em 1887 Heinrich Hertz conseguiu as primeiras transmissões de rádio em laboratório. Em 1895 Wilhelm Röntgen descobriu ondas eletromagnéticas de alta freqüência chamadas de Raios X. Em 1896 Guglielmo Marconi conseguiu a primeira transmissão de rádio sem fios por uma distância de 2,5 km. Em 1896 também Aleksandr Popov enviou a primeira mensagem radiofônica com a mensagem Heinrich Hertz, uma homenagem. Em 1904 John Ambrose Fleming desenvolveu o primeiro diodo conhecido como Válvula de Fleming e datado como primeiro componente eletrônico. 5 +AULA 01

6 Linha do Tempo Em 1906 Lee de Forest criou o primeiro amplificador, o triodo. Em 1912 Edwin Armstrong construiu o primeiro circuito regenerativo e o primeiro oscilador não-mecânico. Em 1927 John Baird conseguiu a primeira transmissão de imagem de televisão por linhas telefônicas. Em 1928 John Baird conseguiu a primeira transmissão de imagem de televisão por ondas de rádio. Em 1930 John Baird conseguiu a primeira transmissão de som e imagem de forma simultânea. Em 1947 William Shockley, John Bardeen Walter H. Brattain desenvolveram o primeiro transistor. Em 1958 a empresa Texas instruments desenvolveu o primeiro circuito integrado. Em 1961 a empresa Fairchild Corporation desenvolveu o primeiro circuito integrado de uso comercial. Existem mais eventos que ocorreram nessa era de descobertas e desenvolvimento científico, mas focando na eletricidade como tema, podemos dizer que esses foram os principais eventos que contribuíram para o desenvolvimento tecnológico. 6 +AULA 01

7 O Átomo 7 +AULA 01

8 Carga elétrica 8 +AULA 01

9 QUANTIZAÇÃO DA CARGA 9 +AULA 01

10 CONDUTORES E ISOLANTES Condutores: são materiais nos quais as cargas elétricas se movem com facilidade, como metais (como o cobre dos fios elétricos); Não-condutores: São conhecidos como isolantes (ou matérias dielétricos), são materiais nos quais as cargas não podem se mover (materiais plásticos, borrachas, vidro, e etc); Semicondutores são materiais com propriedades elétricas intermediárias entre as dos condutores e as dos não-condutores, como o silício (Germânio, Silício, Grafeno); Supercondutores: são condutores considerados perfeitos; 10 +AULA 01

11 PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO Os objetos podem ser: Eletrizados positivamente; Eletrizados negativamente; Processos: Indução eletrostática; Polarização; Fricção; (atrito) 11 +AULA 01

12 Processo de indução eletrostática 12 +AULA 01

13 Processo de polarização eletrostática 13 +AULA 01

14 ELETROSCÓPIO VÍDEO: Fernando Lang 14 +AULA 01

15 Lei de Coulomb: 15 +AULA 01

18 EXEMPLO DETALHADO 1 Fonte: KNIGHT, Randall D. Física: Uma Abordagem Estratégica. Editora Bookman, 2ª Ed, Volume 3, 2009, página 803, exemplo PONTO DE FORÇA NULA! 18 +AULA 01

19 EXEMPLO 01: Fonte: KNIGHT, Randall D. Física: Uma Abordagem Estratégica. Editora Bookman, 2ª Ed, Volume 3, 2009, página 803, exemplo

20 Solução: a) 1º elaboramos o diagrama de forças! Fonte: KNIGHT, Randall D. Física: Uma Abordagem Estratégica. Editora Bookman, 2ª Ed, Volume 3, 2009, página 803, exemplo

26 Solução: a) Fonte: KNIGHT, Randall D. Física: Uma Abordagem Estratégica. Editora Bookman, 2ª Ed, Volume 3, 2009, página 803, exemplo

27 Solução: a) Fonte: KNIGHT, Randall D. Física: Uma Abordagem Estratégica. Editora Bookman, 2ª Ed, Volume 3, 2009, página 803, exemplo

28 Solução: +AULA 01 Fonte: KNIGHT, Randall D. Física: Uma Abordagem Estratégica. Editora Bookman, 2ª Ed, Volume 3, 2009, página 803, exemplo

33 Fonte: KNIGHT, Randall D. Física: Uma Abordagem Estratégica. Editora Bookman, 2ª Ed, Volume 3, 2009, página 803, exemplo

34 Fonte: KNIGHT, Randall D. Física: Uma Abordagem Estratégica. Editora Bookman, 2ª Ed, Volume 3, 2009, página 803, exemplo

35 EXEMPLO 02 35

36 36

37 37

38 38

39 39

40 40

41 41

42 42

43 43

44 Exercício 08 da lista: 44

50 50

51 51

52 52

53 53

54 54

55 55

56 56

57 57

58 EXEMPLO DETALHADO 3 Fonte: KNIGHT, Randall D. Física: Uma Abordagem Estratégica. Editora Bookman, 2ª Ed, Volume 3, 2009, página 803, exemplo PONTO DE FORÇA NULA! 58

59 KNIGHT, Randall D. Física: Uma Abordagem Estratégica. Editora Bookman, 2ª Ed, Volume 3, 2009, página 803, exemplo