Curso de Física. Aula 1: Fenômenos Elétricos e Magnéticos. Prof. Rawlinson Medeiros Ibiapina. Fenômenos elétricos e magnéticos

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1 Curso de Física Aula 1: Fenômenos Elétricos e Magnéticos Prof. Rawlinson Medeiros Ibiapina

2 Sumário 1. O Poder das Pontas; 2. Blindagem eletrostática; 3. Capacitores e suas aplicações; 4. Resistores; 5. Relação entre grandezas elétricas 6.Efeito Joule; 7. Circuitos Simples.

3 1. O Poder das Pontas Densidade Superficial de cargas (C/m2 )

4 Aplicação: Para- Raios

5 Rawlinson Medeiros Ibiapina Teresina, 16/08/2015

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8 PROFESSOR RESOLVE- Q.1 (Fatec-2014/ C5-H18) Descargas elétricas atmosféricas ocorrem devido à eletrização de elementos presentes em uma região, sejam nuvens, sejam árvores, aviões, construções e até pessoas. Geralmente, o que contribui para essas descargas é um fenômeno chamado poder das pontas, pois, nas extremidades dos objetos, a densidade de cargas elétricas é maior. Porém, essas descargas só são visíveis se, durante a movimentação de partículas portadoras de cargas elétricas entre os diferentes potenciais elétricos, elas romperem a barreira dielétrica, aquecendo o ar à sua volta e transformando energia cinética em térmica e luminosa. Geralmente, podemos observar um ramo principal e alguns secundários dessas descargas. Com base nessas informações e na figura apresentada, conclui-se que

9 PROFESSOR RESOLVE- Q.1

10 PROFESSOR RESOLVE- Q.1 (A) no momento da foto, não ocorreu o fenômeno do poder das pontas. (B) na mão do Cristo Redentor, uma pessoa também de braços abertos não sofreria uma descarga elétrica. (C) na foto, observa-se que a diferença de potencial elétrico está estabelecida apenas entre as duas mãos do Cristo Redentor. (D) no instante representado pela foto, as partículas portadoras de cargas elétricas não se movimentaram, pois só existe ramo principal. (E) na foto apresentada, pode-se observar a conversão de energia luminosa, acompanhada de ruptura dielétrica conforme descrito no texto.

11 2. Blindagem Eletrostática Campo elétrico no interior de um condutor

12 2. Blindagem Eletrostática

13 2. Blindagem Eletrostática Interior de um avião Rawlinson Medeiros Ibiapina Teresina, 16/08/2015

14 2. Blindagem Eletrostática Cena do Filme X-Men Rawlinson Medeiros Ibiapina Teresina, 16/08/2015

15 PROFESSOR RESOLVE- Q.2

16 (Equação Certa-2015/ C1-H1) A Gaiola de Faraday faz alusão ao seu criador, o cientista britânico do século 19 Michael Faraday. É uma construção de metal que funciona como escudo e impede que dispositivos como celulares ou qualquer objeto que possua chips de identificação por radiofrequência, incluindo passaportes e cartões de crédito, possam receber e transmitir informação. A revista Wired publicou um guia na Internet sobre como construir com fita adesiva e papel alumínio, uma gaiola de Faraday do tamanho de uma mão, para aqueles preocupados com a possibilidade de que a informação em cartões e aparelhos pudesse ser subtraída através de scanners.

17 Rawlinson Medeiros Ibiapina Teresina, 16/08/2015

18 PROFESSOR RESOLVE- Q.2 Se envolvermos totalmente um aparelho celular com papel alumínio, o aparelho não funcionará porque a ação do(s) campo(s) a) elétrico e magnético será anulada em virtude da blindagem eletromagnética b) magnético será inibida pela polarização que ocorre no interior do invólucro de alumínio c) elétrico será nulo no interior da blindagem bloqueando a ação das ondas eletromagnéticas d) elétrico irá anular a ação do campo magnético no interior da blindagem e) magnético é sempre nulo no interior de um material condutor

19 3. Capacitores e suas aplicações

20 3. Capacitores e suas aplicações Capacitância Energia Armazenada..

21 Capacitor Plano

22 Capacitor Plano

23 Aplicações - Desfibrilador

24 Aplicações Máquina fotográfica

25 Aplicações Power bank Armazena carga e depois libera para que a bateria possa se carregar.

26 Vídeo telas resistivas e capacitivas

27 A corrente elétrica c c

28 A corrente elétrica A-ampère A.s;A.h

29 Corrente Contínua Bateria de celular

30 Corrente Alternada Hidrelétricas, residências e linhas de transmissão.

31 4. Resistores e Resistência Elétrica

32 Resistor Ôhmico

33 Relação entre resistência e resistividade OBS: A resistividade é uma propriedade do material, enquanto a resistência R é uma propriedade do dispositivo.

34 Resistência e resistividade

35 5. A potência e o consumo de energia dos Aparelhos- Relação entre as grandezas elétricas.

36 6. Efeito Joule.

37 Chuveiro Elétrico Menor Resistênciamaior potência dissipada. Maior aquecimento Rawlinson Medeiros Ibiapina Teresina, de outubro agosto de de

38 Chuveiro Elétrico Rawlinson Medeiros Ibiapina Teresina, de de agosto outubro de de

39 PROFESSOR RESOLVE Q.3 (Ufsm-2015/C2-H5) Uma vez que a produção de energia elétrica, em qualquer de suas modalidades, tem impactos ambientais, inovações que levem à diminuição do consumo de energia são necessárias. Assim, as antigas lâmpadas incandescentes vêm sendo substituídas por alternativas energeticamente mais eficientes. Naquele tipo de lâmpada, a emissão de luz ocorre quando a temperatura de um filamento de tungstênio é elevada a valores entre e Esse aquecimento ocorre como resultado da dissipação da energia dos elétrons ao serem transportados através do condutor. Aquecimento e emissão de radiação infravermelha consomem cerca de da energia elétrica fornecida para a lâmpada. Com base nesse conhecimento, considere a situação representada na tira a seguir.

40 PROFESSOR RESOLVE Q.3 Rawlinson Medeiros Ibiapina Teresina, 16/08/2015

41 PROFESSOR RESOLVE Q.3 Por que uma lâmpada incandescente de 100W E 110V como a usada pelo personagem da tira, queima quando ligada em uma rede de 220V a) Ao dobrar a tensão, a lâmpada dissipa energia a uma taxa quatro vezes maior. b) Ao dobrar a tensão, a lâmpada dissipa energia a uma taxa duas vezes maior. c) Ao dobrar a corrente, a lâmpada dissipa energia a uma taxa duas vezes maior. d) Ao dobrar a corrente, a resistência da lâmpada cai à metade. e) Ao dobrar a corrente, a potência da lâmpada cai à metade.

42 PROFESSOR RESOLVE Q.4 (Uepa-2015 modificada/c2-h6) 110V ou 220V? De algum tempo para cá, estamos vendo entrar em extinção aparelhos eletrônicos e eletrodomésticos que têm seu funcionamento com 220 volts. Mas, afinal, o que é mais vantajoso ao consumidor: aqueles que funcionam com 110 ou 220?. (Fonte:

43 Existem cidades brasileiras que adotam tensões nominais diferentes para distribuição de energia elétrica. Algumas tensões são destinadas a ligação de aparelhos eletrodomésticos em geral, como geladeira, televisão, ferro elétrico, etc, enquanto outras são utilizadas para acionamento de equipamentos de potencias maiores. Entre as tensões mais usuais nas residências das cidades de Belém e Fortaleza, encontram-se os valores de 127 V e 220 V, respectivamente. Considerando que dois equipamentos bivolt (ligam em ambas as tensões) idênticos, que consomem a mesma potencia, sejam ligados nas duas capitais, conclui-se que A) o consumo de energia e a corrente elétrica no equipamento serão maiores em Belém do que em Fortaleza. B) o consumo de energia será o mesmo nas duas capitais e a corrente elétrica no equipamento em Belém será maior do que em Fortaleza. C) o consumo de energia será maior em Fortaleza e as correntes elétricas nos equipamentos serão iguais. D) o consumo de energia e as correntes elétricas nos equipamentos serão iguais nas duas capitais. E) o consumo de energia será maior em Fortaleza e a corrente elétrica no equipamento em Belém será menor do que a corrente elétrica em Fortaleza.

44 Associação em Série Mesma corrente em todos os resistores

45 Associação em Paralelo Mesma tensão em todos os resistores

46 PROFESSOR RESOLVE Q.5

47 PROFESSOR RESOLVE Q.5 (A) no 1.º experimento, a lâmpada brilha mais que no 2.º experimento. (B) no 1.º experimento, a lâmpada brilha da mesma forma que no 2.º experimento. (C) no 2.º experimento, a intensidade de corrente elétrica que passa pela lâmpada é quatro vezes maior que no 1.º experimento. (D) no 2.º experimento, a intensidade de corrente elétrica que passa pela lâmpada é duas vezes maior que no 1.º experimento. (E) no 1.º experimento, a potência dissipada pela lâmpada é o dobro que no 1.º experimento.

48 Rawlinson Medeiros Ibiapina Teresina, 16/08/2015

49 PROFESSOR RESOLVE Q.6 (Uepa-2012 modificada/ C2-H6) Disjuntores Um disjuntor é um dispositivo eletromecânico, que funciona como um interruptor automático, destinado a proteger uma determinada instalação elétrica contra possíveis danos causados por curto-circuitos e sobrecargas elétricas. A sua função básica é a de detectar picos de corrente que ultrapassem o adequado para o circuito, interrompendo-a imediatamente antes que os seus efeitos térmicos e mecânicos possam causar danos à instalação elétrica protegida. (Fonte:

50 PROFESSOR RESOLVE Q.6 Instalações elétricas inadequadas podem resultar em diversos transtornos. Como forma de preveni-los, pode-se, por exemplo, empregar disjuntores adequados. Um técnico deseja projetar um circuito de 120 V, com um disjuntor de entrada para uma cozinha, a qual necessitará de 3 (três) lâmpadas de 100 W e de 2 (duas) tomadas, uma para alimentar uma chapa de sanduíche de 2000 W e outra para um forno de micro-ondas de 1500 W. Qual o disjuntor mais adequado para esta situação? a) 15 A b) 20 A c) 25 A d) 30 A e) 35 A

51 .,,,, Letra E

52 7. Circuitos simples

53 PROFESSOR RESOLVE Q7 (Equação Certa-2015/ C2-H5) A corrente elétrica que passa por uma lâmpada incandescente está sempre associada ao seu brilho. Dispondo de duas lâmpadas idênticas, cada uma de resistência R e duas pilhas de voltagem ε, em qual dos circuitos abaixo o brilho das lâmpadas será mais intenso?

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55 Dispositivos de proteção Rawlinson Medeiros Ibiapina Teresina, 20 de outubro de 2013

56 Obrigado pela atenção! Rumo ao sucesso! Rawlinson Medeiros Ibiapina Fim da apresentaçã0