Eletrodinâmica Parte 2

3ª série - FIS - Ensino Médio Integrado

Instituto Federal de Educação, Ciência e

Tecnologia de São Paulo -

Campus São Paulo

Eletrodinâmica

Parte 2

Cronologia

Lei de Ohm

(1827) Gustav R. Kirchhoff 1824 - 1887 1845

Desdobramento

da Lei de Ohm

I

U

R







A

l

R





.

Lei dos Nós

Lei das Malhas

Georg S. Ohm 1789 - 1854 saem entram

I

I











_i





 

R.

I

_j Gráfico U x Ipara um resistor ôhmico

U

I

U i ρ → resistividade elétrica do material

Nikola Tesla 1856 - 1943

Corrente

Alternada

(AC,CA)

1887

)

.

(

.

)

(

t

U

₀

sen

t

U





)

.

(

.

)

(

t

I

₀

sen

t

I





U,I

t

U₀,I₀ -U₀, -I₀ Thomas A. Edison 1847 - 1931

Corrente

Contínua

(DC,CC)

1878

0

)

(

t

U

U



0

)

(

t

I

I



U,I

t

U0,I0

É a parte do Eletromagnetismo responsável pelo estudo das cargas elétricas em movimento.

Eletrodinâmica

• Tensão Elétrica (U):

representa a energia elétrica por unidade de carga elétrica.

q

E

V



elétrica



volt



V



• Separação de cargas elétricas

• Variação temporal de campo magnético

Força de Lorentz

Pilhas e

baterias

Lei de Faraday-Lenz



_



_





V

V

U

• Corrente elétrica:

é o fluxo de cargas elétricas que passam por uma seção transversal do condutor, por unidade de tempo.

t

q

I









ampère



A



onde

e

n

q



.



I (convencional)

+

-I (real)

U

U

I

Lei de Ohm

(experimental)

(1827)

I

U

R







Seção transversal A Comprimento 

Material condutor → Resistividade Elétrica



Resistência

Elétrica

não-ôhmico

Ôhmico

ou, mais comumente, →

U



R

.

I

Resistor elétricoé um componente eletroeletrônico que serve para limitar corrente elétrica e, também, como divisor de tensão elétrica em um circuito.

Simbologia

Fixo

→

𝑉

I

U

P

_el



.

Para o caso de um resistor

ôhmico

(U = R.I) →

P

R

.I

2

R el



, que representa a

taxa de

conversão

de

energia

elétrica

em

térmica

, no resistor

(Efeito Joule).

, válida para quaisquer componentes de um circuito

como, por exemplo, bateria, resistor, lâmpada.





U

I

P

_el

.

Unidade →

 

_V.

_A





_watt





 

_W

Gráfico

U

x

I

para um

resistor ôhmico

U

I

U i

t

P

E

_el



.



P

_el

t

P

t



Gráfico

P

_el

x

t

para um

resistor qualquer

A

R





.



Dependências na Lei de Ohm

→ R = f(



,

A

, material

ρ

)

• Mantendo o comprimento  e o material condutor , alterar a área da seção transversal A:

• Mantendo a área da seção transversal A e o material condutor , alterar o comprimento:

• Mantendo a área da seção transversal A e o comprimento , alterar o material condutor ρ: ₁ ₂ A₁ A₂ R A R  R ρ

Dependências da Lei de Ohm

→ R = f(



,

A

, material

ρ

e da

Temperatura

)

 

T

R



T



R



₀

.

1





.



onde α → coeficiente de temperatura → [o_C-1_]

 (o_C-1₎

9 13

Transformador



entrada



P



saída



P

_el



_el 2 2 1 1

.

i

U

.

i

U



1 2 2 1

i

i

U

U



A

R





.



Entrada 1(13,8kV) Saída 2(127V e 220V)

i

R

U



.

> 1

= 108,6

ou

= 62,7

e Lembrando de que

 

1

.

A

R







e

U



R

.i

 

2

 

3

.

.

_{1 2 2} 1

i

U

i

U



2 2 2 2 1 1

.

i

U

.

i

R



(2) em (3)

→

 

4

2 1 2 2 1















i

i

R

R

2 1 2 2 2 2 1 1 1

.

.















i

i

A

A









(1) em (4)

→

2 1 2 1 2 2 2 1 1

.

.

.

.















i

i

A

A















₁



₂



Cu







₁



₂



2 1 2 1 2















i

i

A

A

> 1

(Extensão do fio do poste até consumidor)

2

.r

A





2

r

_>

r

₁

Como Finalmente,



r

raio do fio

Resolução do exercício 2:

𝑅

_{𝑚𝑒𝑟𝑔}

= 2. 10

+3

Ω

𝐼

_{𝑓𝑎𝑡𝑎𝑙}

= 20. 10

−3

𝐴

U

_eletrócito

= 10

-4

_V

1 eletrócito

- +

𝑈 = 𝑅. 𝐼

𝑈

_{𝑓𝑎𝑡𝑎𝑙}

= 𝑅

_{𝑚𝑒𝑟𝑔}

. 𝐼

_{𝑓𝑎𝑡𝑎𝑙}

𝑈

_{𝑓𝑎𝑡𝑎𝑙}

= 2. 10

+3

. 20.10

−3

𝑈

_{𝑓𝑎𝑡𝑎𝑙}

= 40𝑉

𝑈

_{𝑓𝑎𝑡𝑎𝑙}

= 40𝑉 → 𝑈

_{𝑓𝑎𝑡𝑎𝑙}

= 𝑛. 𝑈

_{𝑒𝑙𝑒𝑡𝑟ó𝑐𝑖𝑡𝑜}

→ 40 = 𝑛. 10

−4

_→

𝑛 = 4. 10

+5

𝑒𝑙𝑒𝑡𝑟ó𝑐𝑖𝑡𝑜𝑠

5)

6)

• https://www.infoescola.com/eletricidade/leis-de-kirchhoff/ • https://exerciciosdefisicaensinomedio.blogspot.com/2016/09/exercicios-de-corrente-eletrica.html • http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=3397 • http://souvestibulando.com/provas/exercicio.php?ida=92&ide=165&idp=5 • http://projetomedicina.com.br/site/attachments/article/557/exercicios_fisica_eletrodinamica_primeira_lei _de_ohm_gabarito.pdf • http://www.antoniolima.web.br.com/aulas/Resistividade.html • http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/corrente/var_resist_temperatura/ • http://prolecge.com/productos/ • https://www.if.ufrgs.br/novocref/?contact-pergunta=chuveiro-eletrico-por-que-nao-levamos-choque-se-agua-esta-em-contato-com-a-parte-eletrificada-do-resistor-de-aquecimento • https://en.wikipedia.org/wiki/Properties_of_water#Electrical_conductivity • https://alunosonline.uol.com.br/fisica/diferenca-entre-monofasico-bifasico-trifasico.html • https://docplayer.com.br/9516929-Termos-principais-utilizados-em-transformadores.html

Referências