Bacharelado em Engenharia Civil

Transcrição

1 Bacharelado em Engenharia Civil Disciplina: Física III Prof a.: D rd. Mariana de F. Gardingo Diniz mariana_gardingo@yahoo.com.br

2 EMENTA Carga elétrica. Campo elétrico. Lei de Gauss. Potencial elétrico. Capacitância. Corrente e resistência. Força eletromotriz e circuitos elétricos. Campo magnético. Lei de Ampère. Lei da indução de Faraday.

3 Plano de Curso Etapa 1: Avaliações; Trabalhos e Participação totalizando 100 (cem) pontos; Etapa 2: Avaliação; Trabalhos e Participação totalizando 70 (setenta) pontos; Avaliação Multidisciplinar 30 (trinta) pontos. 06/02/2014

4 1ª Etapa TURMA A Avaliação 1 14/03/14 Avaliação 2 23/04/14 (40,0 pts) (40,0 pts) Trabalho 11/04/14 (7,0 pts) Listas de Exercícios (5,0 pts) Trabalhos Diversos Sala (8,0 pts)

5 2ª Etapa TURMA A Avaliação 1 13/06/14 (50,0 pts) Avaliação Multi 25/06/14 (30,0 pts) Trabalho Listas de Exercícios (7,0 pts) (5,0 pts) Trabalhos Diversos Sala (8,0 pts)

6 1ª Etapa TURMA B Avaliação 1 12/03/14 Avaliação 2 23/04/14 (40,0 pts) (40,0 pts) Trabalho 09/04/14 (7,0 pts) Listas de Exercícios (5,0 pts) Trabalhos Diversos Sala (8,0 pts)

7 2ª Etapa TURMA B Avaliação 1 11/06/14 (50,0 pts) Avaliação Multi 25/06/14 (30,0 pts) Trabalho Listas de Exercícios (7,0 pts) (5,0 pts) Trabalhos Diversos Sala (8,0 pts)

8 Critério de Avaliação e Aprovação Para ser aprovado na disciplina, o aluno deve ter frequência mínima de 75% e rendimento igual ou superior a 60 (sessenta) pontos.

9 Quanto a entrega de trabalhos e atividades: Só será aceito e corrigidos trabalhos e atividades em papel branco folha A 4 com capa seguindo as normas da ABNT.

10 Divisão do Estudo Eletrostática Eletrodinâmica Eletromagnetismo

11 Eletrostática Conceito de Carga Elétrica. Processos de eletrização. Força Elétrica Lei de Coulomb. Campo Elétrico. Potencial Elétrico. Aplicações.

12 Eletrodinâmica Corrente Elétrica - Conceitos. Resistência Elétrica e Lei de Ohm. Potência Elétrica e Associação de Resistores. Geradores e Circuitos Elétricos. Potência e Rendimento de um gerador. Circuitos Elétricos de Corrente Contínua.

13 Magnetismo Campo Magnético. Corrente Elétrica e Campo Magnético. Lei de Faraday - Indução Eletromagnética Lei de Lenz.

14 Referências Bibliográficas BIBLIOGRAFIA BÁSICA RESNICK, Robert. HALLIDAY, David; KRANE, Kenneth S.. Física. Vol ed. São Paulo: Livros Técnicos e Científicos, YOUNG, Hugh D.; FREDMAN, Roger A. Física III: Eletromagnetismo. 12 ed. São Paulo: Person, TIPLER, Paul A.; MOSCA, Gene. Física para cientistas e engenheiros. Vol ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2009.

15 BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR HEWITT, P. G. Física Conceitual. 9 ed.. Porto Alegre: Bookman, ALONSO, Marcelo; FINN, Edward J. Física. São Paulo: Addison Wesley, 1.999, Vol 2. NUSSENZVEIG, Moysés H. Física Básica. 4 ed. São Paulo: Edgar Blücher, Vol. 3. DURAN, José Henrique. Biofísica: fundamentos e aplicações. São Paulo: Person Prentice Hall, GARCIA, Eduardo A. C. Biofísica. São Paulo: Sarvier, 2002.

16 Eletricidade Uma mente que se abre para uma nova ideia, jamais retorna ao seu estado original. Albert Einstein

17 Um pouquinho de história a.c - Tales de Mileto: o âmbar quando atritado atrai materiais leves. Âmbar

18 Um pouquinho de história William Gilbert: interpreta o magnetismo terrestre Guericke: Invenção da 1ª máquina eletrostática.

19 Um pouquinho de história Charles A. Coulomb: mede a força de atração e repulsão entre cargas elétricas Alessandro Volta: invenção da Pilha Oersted: descobre o efeito magnético da corrente elétrica.

20 Um pouquinho de história Ampère: Lei que governa a interação entre os imãs e correntes elétricas Ohm: Conceito de resistência elétrica de um fio. Dependência entre diferença de potencial e corrente.

21 Um pouquinho de história Michael Faraday: Desenvolve o 1 gerador elétrico Joseph Henry: Cria o 1 motor elétrico Pouillet: cálculo da intensidade da corrente em circuitos simples.

22 Um pouquinho de história Maxwell: Teoria do Eletromagnetismo Thomas Alva Edison: Inventa a lâmpada elétrica Hertz: Produz ondas eletromagnéticas em laboratórios.

23 Cargas Elétricas Conceito de carga elétrica É uma propriedade intrínseca da matéria, responsável pelos fenômenos elétricos. A unidade de carga no SI é o Coulomb (C).

24 De onde vem a Carga Elétrica? Os materiais são constituídos por átomos, que por sua vez são formados por prótons, elétrons e nêutrons. Convencionou-se que a carga do elétron é negativa (-), a do próton positiva (+). Os nêutrons não possuem carga. Os prótons possuem carga positiva com valor exatamente igual à carga de um elétron. 06/02/2014

25 Partícula Carga (C) Massa (Kg) elétron -1,619 x ,1095 x Kg próton 1,619 x ,67261 x Kg nêutron 0 1,67492 x Kg

26 Portadores de Carga Os portadores de carga elétrica são: elétrons - que transportam carga negativa Íons - Cátions transportam cargas positivas - Ânions transportam cargas negativas

27 Carga Elétrica Elementar Para um objeto ficar eletrizado com carga total positiva ou negativa é preciso que ele receba ou ceda elétrons. Os elétrons por terem maior mobilidade são facilmente transferidos de um corpo para outro.

28 Carga Elétrica Elementar A carga total de um objeto é sempre um múltiplo inteiro da carga de um elétron. Este valor é conhecido como carga elementar e seu valor é 1,62 X C

29 Cálculo da Quantidade de Carga Elétrica. oa quantidade de carga elétrica transferida entre os materiais pode ser calculada usando-se a seguinte equação: q = n.e Onde: q: quantidade de carga elétrica; n: número de elétrons em excesso (-) ou em falta (+) e: carga elementar do elétron (1,6X10-19 C)

30 EXERCÍCIOS 1) Na eletrosfera de um átomo de magnésio temos 12 elétrons. Qual a carga elétrica de sua eletrosfera? 2) Na eletrosfera de um átomo de carbono temos 6 elétrons. Qual a carga elétrica de sua eletrosfera? 3) Um corpo tem uma carga igual a C. Quantos elétrons há em excesso nele?

31 Tipos de Materiais Em relação à eletricidade, os materiais são classificados como: Condutores Semicondutores Isolantes.

32 Conservação da Carga e Eletrização dos Corpos o A carga elétrica total de um sistema isolado é sempre constante. o Os átomos são neutros, pois possuem a mesma quantidade de prótons e elétrons. o Quando materiais diferentes entram em contato é possível que haja uma transferência de carga entre eles. Este processo é chamado de eletrização.

33 Condutores elétricos São materiais que apresentam portadores de cargas elétricas (elétrons ou íons) quase livres, o que facilita a mobilidade dos mesmos em seu interior. São considerados bons condutores, materiais com alto número de portadores de cargas elétricas livres e que apresentam alta mobilidade desses portadores de cargas elétricas.

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35 ELETRIZAÇÃO Por atrito Foi o primeiro processo de eletrização conhecido. Quando duas substâncias de naturezas diferentes são atritadas, ambas se eletrizam.

36 Por indução Quando um corpo neutro é colocado próximo de um corpo eletrizado, sem que haja contato entre eles, o corpo neutro se eletriza. Esse fenômeno é chamado indução eletrostática.

37 Por contato Quando um corpo neutro é colocado em contato com um corpo eletrizado, por meio de um fio condutor, o corpo neutro se eletriza.

38 Por aquecimento Certos corpos, quando aquecidos, eletrizam-se, apresentando eletricidades de nomes contrários em dois pontos diametralmente opostos. O fenômeno é chamado fenômeno piroelétrico. É mais comum em cristais, como por exemplo na turmalina.

39 Por pressão Certos corpos, quando comprimidos, eletrizam-se, apresentando eletricidades de nomes contrários nas extremidades. O fenômeno é chamado fenômeno piezoelétrico. Também é mais comum em cristais, como por exemplo, turmalina, calcita e quartzo.

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41 Pele humana seca Couro Pele de coelho Vidro Cabelo humano Fibra sintética (nylon) Lã Chumbo Pele de gato Seda Alumínio Papel Algodão Aço Madeira Âmbar Borracha dura Níquel, Cobre, Latão, Prata, Ouro, Platina, Poliéster Isopor Filme PVC ('magipack') Poliuretano Polietileno ('fita adesiva') Polipropileno Vinil (PVC) Silicone Teflon Séries triboelétricas Vidro Mica Lã Seda Algodão Madeira Âmbar Enxofre Metais MAIOR FACILIDADE DE ADQUIRIR CARGA POSITIVA MAIOR FACILIDADE DE ADQUIRIR CARGA NEGATIVA NEUTROS

42 BOA NOITE OBRIGADA!