Um pouco de história O conhecimento de eletricidade data de antes de Cristo ~ 600 a.c. Ambar, quando atritado, armazena eletricidade William Gilbert em 1600 conseguiu eletrizar muitas substâncias diferentes 1660 Otto von Guericke máquina de eletrizar Muitos aceleradores (Pelletron, p.e.) são grandes máquinas geradoras de eletricidade estática Um pouco de história Benjamim Franklin (1706-1790) A famosaexperiênciadapipa Um raio conduz/contém eletricidade Luigi Galvani (médico) e Alessandro Volta Galvani pensou que as pernas dos sapinhos contiam eletricidade Volta entendeu melhor o fenômeno e inventou a pilha Também mostrou que pode-se conduzir eletricidade através de fios metálicos Um pouco de história Michael Faraday Eletricidade gera magnetismo e vice-versa Base das usinas elétricas modernas Entre muitas coisas descobriu: indutância, constante dielétrica, polarização da luz, luz tem natureza eletromagnética, etc Coulomb Força entre cargas elétricas, Lei de Coulomb Thomas Edison e Joseph Swan Invenção da lâmpada Um pouco de história Andre Marie Ampere (1820) Força entre fios que transmitem corrente elétrica Georg Simon Ohm (1826) Lei de Ohm: R = V/i Maxwell (1864) Leis de Maxwell Modelo quase mecânico para explicar eletromagnetismo E muitas outras pessoas CARGA ELÉTRICA CORPOS ELETRIZADOS E NEUTROS + + + - - - + + + + - - + + - - - - CORPO ELETRIZADO ELETRIZADO NEUTRO POSITIVAMENTE NEGATIVAMENTE
ELETROSTÁTICA É a parte da Física que estuda as propriedades e a ação mútua das cargas elétricas em repouso. PRINCÍPIO DA ATRAÇÃO E REPULSÃO LEI DE DU FAY Cargas elétricas de mesmo sinal se repelem e cargas de sinais contrários se atraem. PRINCÍPIO DA CONSERVAÇÃO DAS CARGAS ELÉTRICAS Num sistema eletricamente isolado, a soma algébrica das quantidades de cargas positivas e negativas é constante. CONDUTORES E ISOLANTES Isolantes conservam as cargas nas regiões onde elas surgem. ex.: vidro Condutores são materiais onde as cargas se espalham imediatamente. ex.: metais ELETRIZAÇÃO Atrito Após o atrito de dois corpos neutros, adquirem cargas de mesmo valor absoluto e sinais contrários. ELETRIZAÇÃO Contato - Os corpos devem ser condutores. - A carga elétrica se conserva. - Os corpos se eletrizam com cargas de mesmo sinal.
ELETRIZAÇÃO ELETROSCÓPIO Indução - Indutor: corpo carregado. - Induzido: condutor neutro a ser eletrizado. LEI DE COULOMB O módulo da força de atração ou repulsão entre cargas pontuais é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. CAMPO ELÉTRICO É uma região do espaço em torno de uma carga elétrica, de tal maneira que se colocarmos uma carga elétrica nessa região, ela ficará sujeita a uma força de origem elétrica que pode ser de atração ou de repulsão. F = K q 1. q 2 d 2 CAMPO ELÉTRICO UNIFORME E. d = U
SUPERFÍCIES EQUIPOTENCIAIS É o lugar geométrico de todos os pontos de um campo elétrico que tem o mesmo potencial. CORRENTE ELÉTRICA É o movimento ordenado dos elétrons livres, devido a uma diferença de potencial entre dois pontos do condutor. INTENSIDADE DA CORRENTE RESISTOR i = q t Transforma energia elétrica em térmica (efeito Joule). 1ª LEI DE OHM 2ª LEI DE OHM U = R. i R = ρ l A
ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES POTÊNCIA P = i. U SÉRIE i = cte PARALELO U = cte U S = U 1 +U 2 +... i p = i 1 +i 2 +... R S = R 1 +R 2 +... 1/R p = 1/R 1 +1/R 2 +... Funcionamento dependente Funcionamento independente ENERGIA GERADORES E RECEPTORES A energia elétrica consumida por um aparelho num intervalo de tempo é dada por. En = P. t MAGNETISMO Imã atrai ferro níquel cobalto MAGNETISMO Os pólos de um ímã são inseparáveis. Pólos de nomes iguais se repelem, enquanto os de nomes contrários se atraem.
CAMPO ELÉTRICO DE UM ÍMÃ MAGNETISMO TERRRESTRE A Terra se comporta como um ímã, onde o Pólo Norte Magnético está próximo do Pólo Sul Geográfico e o Pólo Sul Magnético está próximo do Pólo Norte Geográfico. EXPERIÊNCIA DE OERSTED EFEITO MAGNÉTICO DA CORRENTE ESPIRA Toda carga em movimento gera um campo magnético. FORÇA MAGNÉTICA F = q. v. B. Sen Ф INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA É o fenômeno pelo qual aparece num circuito uma corrente induzida, sempre que houver uma variação de fluxo magnético.
LEI DE LENZ O sentido da corrente induzida é tal que ela se opõe a causa que lhe deu origem. 01. Dispõe-se de quatro esferas metálicas iguais e isoladas uma das outras. Três delas (A, B e C) estão neutras e a quarta (D) está eletrizada com a carga Q. Coloca-se D em contato sucessivamente com A, B e C. Qual a carga final de D? 02. Três pequenas esferas A, B e C com cargas elétricas respectivamente iguais a 2Q, Q e Q estão localizadas como mostra a figura: A 2d B A intensidade da força elétrica exercida por C sobre B é de 8. 10-2 N. Qual a intensidade da força elétrica resultante que A e C exercem sobre B? d C 03. Num ponto de um campo elétrico, o vetor campo elétrico tem direção horizontal, sentido da direita para a esquerda e intensidade 10 5 N/C. Coloca-se, nesse ponto, uma carga puntiforme de -2µC. Determine a intensidade, a direção e o sentido da força que atua na carga. 04. Uma carga puntiforme q = 1µC e de massa m = 10-6 kg é abandonada, em repouso, num ponto A de um campo elétrico uniforme de intensidade E = 10 5 N/C, conforme a figura. Determine: a)a intensidade da força elétrica que atua em q. b)a aceleração do movimento de q. c)a velocidade que q possui ao passar por B, situado a 0,2m de A. Despreze as ações gravitacionais.
05. Um resistor de 5Ω e um resistor de 20 Ω são associados em série e à associação aplica-se uma ddp de 100V. a)qual a resistência equivalente da associação? b)qual a intensidade de corrente na associação? c)qual a ddp em cada resistor associado? 06. Uma carga q = -3 µc desloca-se com velocidade v = 4. 10 2 m/s na direção do eixo x da figura formando um ângulo de 30º com o vetor campo B de intensidade 5. 10-2 T. Os vetores v e B estão no plano xy. a)caracterize a força magnética que agirá sobre a carga. b)mantendo-se fixo o vetor B, a carga é lançada com a mesma velocidade na direção do eixo y, em vez do eixo x. Caracterize a nova força magnética agente.