Eletricidade

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ELETRICIDADE INDUSTRIAL

Profª Ms. Elena Albeira Guirado Lucinio

ELETRICIDADE Estuda os efeitos produzidos por cargas elétricas paradas ou em movimento. CARGA ELÉTRICA É considerada como sendo uma propriedade que se manifesta em algumas das chamadas partículas elementares, por exemplo, nos prótons e elétrons. Experiências realizadas verificaram que a quantidade de cargas apresentada porprótons e elétrons corresponde à menor quantidade de carga que uma partícula pode apresentar, a este valor chamamos de carga elementar e representamos pela letra e. O valor de e, no S. I. é dado por: e = 1,6 . 10-19 coulomb [C] Sendo um coulomb uma quantidade de carga muito grande, são utilizados os submúltiplos: • • • • mC – mili-coulomb → 1mC = 10-3 C μC – micro-coulomb → 1μC = 10-6 C nC –nano-coulomb → 1nC = 10-9 C pC – pico-coulomb → 1pC = 10-12 C

Exemplo: Qual o nº de prótons necessários para completar uma carga elétrica de 1 C? Solução: 1 próton – 1,6 . 10-19 C x = 6,25.1018 prótons x prótons – 1 C CORPO ELETRICAMENTE NEUTRO E CORPO ELETRIZADO Um corpo apresenta-se eletricamente neutro quando houver equilíbrio entre o nº total de prótons e o nº total de elétrons na sua estrutura.Quando este número for diferente, temos um corpo eletrizado. Se: • • np = ne → corpo eletricamente neutro np > ne → corpo eletrizado positivamente

• np < ne → corpo eletrizado negativamente Para determinarmos o valor da carga elétrica adquirida por um corpo eletrizado, será necessário que conheçamos o nº de cargas em excesso (n), ou seja, a diferença entre o nº de prótons e o nº de elétrons. Se umcorpo apresentar n cargas em excesso, sua carga elétrica total será dada por: Q=n.e Exemplo: Qual o nº de cargas em excesso num corpo eletrizado com carga Q = -1,12 μC, dada a carga elementar e = 1,6 . 10-19 C? Solução: Q = -1,12 μC = -1,12 . 10-6 C Q = n . e → -1,12 . 10-6 = n . 1,6 . 10-19

n=

− 1,12 . 10 −6 1,6 . 10 −19

=

− 7 . 1012

Como a carga total é negativa, o corpoapresenta 7.1012 elétrons em excesso. CONDUTORES E ISOLANTES Condutores: materiais que permitem a movimentação de cargas elétricas em seu interior, com relativa facilidade. Exemplos: metais em geral, grafite e soluções iônicas.

Isolantes: materiais que não permitem movimentação de cargas elétricas. Exemplos: madeira, vidro e água. ELETRODINÂMICA CORRENTE ELÉTRICA É o movimento ordenado de cargaselétricas. Por convenção, o sentido da corrente elétrica (i) é dado pelo sentido oposto ao movimento dos elétrons.

elétrons
pólo +: potencial maior pólo -: potencial menor

i

INTENSIDADE DA CORRENTE ELÉTRICA (i) n = nº de elétrons e = 1,6 . 10-19 C Δt = tempo Unidade:

i=

ΔQ Δt

⇒ ΔQ = n . e

i=

coulomb = AMPÉRE [ A] segundo

i → é a carga elétrica que atravessa uma secçãotransversal de um fio, em um intervalo de tempo. Exemplo: Através da secção transversal de um fio condutor passaram 2,5.1021 elétrons em um intervalo de tempo Δt = 200 segundos. Qual o valor da intensidade de corrente elétrica através desse condutor? Solução: ΔQ = n . e = 2,5 . 1021 . 1,6 . 10-19 = 400 C ⇒

i=

ΔQ 400 = = 2,0 A Δt 200

TENSÃO ELÉTRICA OU DIFERENÇA DE PONTENCIAL (U) Em virtude daforça do seu campo eletrostático, uma carga é capaz de realizar trabalho ao deslocar uma outra carga por atração ou repulsão. Essa capacidade é chamada de potencial. Cargas diferentes produzem uma d.d.p. (diferença de potencial). A soma das diferenças de potencial de todas as cargas do campo eletrostático é conhecida como Força Eletromotriz (F.E.M.). A diferença de potencial é chamada também deTensão Elétrica. A tensão elétrica é representada pela letra E ou U. É uma grandeza mensurável, e para medi-la, poderá utilizamos o voltímetro. No sistema internacional (SI), a unidade da tensão elétrica é o volt (V). Diferença de Potencial: U = VA – VB O circuito elétrico é um caminho fechado pelo qual passa a carga elétrica. Esse caminho é constituído por elementos de circuito (fontes de tensão...
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