Bacharelado em Engenharia Civil

Bacharelado em Engenharia Civil

Disciplina: Física III

Profa

.:

rd. Mariana de F. Gardingo Diniz

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.

Plano de Curso

06/02/2014



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.

1ª Etapa – TURMA A

 Avaliação 1 14/03/14 (40,0 pts)

 Avaliação 2 23/04/14 (40,0 pts)

 Trabalho 11/04/14 (7,0 pts)

 Listas de Exercícios (5,0 pts)

2ª Etapa – TURMA A

 Avaliação 1 13/06/14 (50,0 pts)

 Avaliação Multi 25/06/14 (30,0 pts)

 Trabalho (7,0 pts)

 Listas de Exercícios (5,0 pts)

1ª Etapa – TURMA B

 Avaliação 1 12/03/14 (40,0 pts)

 Avaliação 2 23/04/14 (40,0 pts)

 Trabalho 09/04/14 (7,0 pts)

 Listas de Exercícios (5,0 pts)

2ª Etapa – TURMA B

 Avaliação 1 11/06/14 (50,0 pts)

 Avaliação Multi 25/06/14 (30,0 pts)

 Trabalho (7,0 pts)

 Listas de Exercícios (5,0 pts)

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.

Quanto a entrega de trabalhos e

atividades:

• Só será aceito e corrigidos trabalhos e

atividades em papel branco folha A

com

capa seguindo as normas da ABNT.

Divisão do Estudo

Eletrostática

Eletrodinâmica

Eletrostática

• Conceito de Carga Elétrica.

• Processos de eletrização.

• Força Elétrica – Lei de Coulomb.

• Campo Elétrico.

• Potencial Elétrico.

• Aplicações.

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.

Magnetismo

• Campo Magnético.

• Corrente

Elétrica

e

Campo

Magnético.

• Lei

de

Faraday

-

Indução

Eletromagnética

• Lei de Lenz.

Referências Bibliográficas

BIBLIOGRAFIA BÁSICA

• RESNICK, Robert. HALLIDAY, David; KRANE, Kenneth S.. Física. Vol. 3. 5 ed. São Paulo: Livros Técnicos e Científicos, 2008.

• YOUNG, Hugh D.; FREDMAN, Roger A. Física III: Eletromagnetismo. 12 ed. São Paulo: Person, 2008.

• TIPLER, Paul A.; MOSCA, Gene. Física para cientistas e engenheiros. Vol. 2. 6 ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2009.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR

• HEWITT, P. G. Física Conceitual. 9 ed.. Porto Alegre: Bookman, 2002.

• 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, 1.996. Vol. 3.

• DURAN, José Henrique. Biofísica: fundamentos e aplicações. São Paulo: Person Prentice Hall, 2003.

• GARCIA, Eduardo A. C. Biofísica. São Paulo: Sarvier, 2002.

Eletricidade

Uma mente que se abre para uma

nova ideia, jamais retorna ao seu

estado original.

Um pouquinho de história...

600 a.C - Tales de Mileto: o âmbar quando atritado atrai materiais leves.

Um pouquinho de história...

 1600 - William Gilbert: interpreta o magnetismo terrestre.

Um pouquinho de história...

1785 - Charles A. Coulomb: mede a força de atração e repulsão entre cargas elétricas.

1800 - Alessandro Volta: invenção da Pilha.

1820 - Oersted: descobre o efeito magnético da corrente elétrica.

Um pouquinho de história...

1825 - Ampère: Lei que governa a interação entre os imãs e correntes elétricas.

1827 - Ohm: Conceito de resistência elétrica de um fio. Dependência entre diferença de potencial e corrente.

Um pouquinho de história...

1831 - Michael Faraday: Desenvolve o 1° gerador elétrico.

1831 – Joseph Henry: Cria o 1° motor elétrico.

1834 – Pouillet: cálculo da intensidade da corrente em circuitos simples.

Um pouquinho de história...

 1864 – Maxwell: Teoria do Eletromagnetismo.

 1879 – Thomas Alva Edison: Inventa a lâmpada elétrica.

 1887 - Hertz: Produz ondas eletromagnéticas em laboratórios.

Cargas Elétricas

Conceito de carga elétrica

• É uma propriedade intrínseca da matéria, responsável pelos fenômenos elétricos.

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.

Partícula Carga (C) Massa (Kg)

elétron -1,619 x 10-19 _{9,1095 x 10}-31_Kg

próton 1,619 x 10-19 1,67261 x 10-27Kg nêutron 0 1,67492 x 10-27_Kg

Portadores de Carga

• Os portadores de carga elétrica são:

elétrons - que transportam carga

negativa

• Íons -

Cátions

transportam cargas

positivas

-

Ânions

transportam

cargas

negativas

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.

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 10

C

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)

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 -32. 10-6 _C.

Tipos de Materiais

Em relação à eletricidade, os materiais

são classificados como:

Condutores

Semicondutores

Isolantes.

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.

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.

ELETRIZAÇÃO Por atrito

• Foi o primeiro processo de eletrização conhecido. Quando duas substâncias de

naturezas diferentes são atritadas, ambas se eletrizam.

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

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.

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.

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

Vidro Mica Lã Seda Algodão Madeira Âmbar Enxofre Metais

Séries triboelétricas

MAIOR FACILIDADE DE ADQUIRIR CARGA NEGATIVA

BOA NOITE

OBRIGADA!