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SECRETARIA DE ESTADO DE EDUCAÇÃO DE MINAS GERAIS PLANO DE ESTUDO TUTORADO COMPONENTE CURRICULAR: FÍSICA ANO DE ESCOLARIDADE: 3º ANO – EM PET VOLUME: 03/2021 NOME DA ESCOLA: ESTUDANTE: TURMA: BIMESTRE: 3º NÚMERO DE AULAS POR SEMANA: TURNO: TOTAL DE SEMANAS: NÚMERO DE AULAS POR MÊS: SEMANA 1 EIXO TEMÁTICO: VI. Eletricidade e Magnetismo. TEMA/TÓPICO: 15. Eletricidade. HABILIDADE(S): 44. Corrente elétrica em circuitos simples. 44.1.Compreender o conceito de corrente elétrica e suas aplicações. 44.1.1. Compreender o conceito de corrente elétrica e sua unidade de medida no SI. 44.1.2. Compreender as diferenças entre corrente contínua e alternada. 44.1.3. Saber resolver problemas usando a relação quantitativa entre corrente, carga e tempo. 44.1.4. Saber explicar a corrente elétrica como fluxo de elétrons livres nos condutores metálicos devido à presença de um campo elétrico. CONTEÚDOS RELACIONADOS: Carga elétrica, Campo elétrico, Potencial elétrico. TEMA: Corrente Elétrica Caro(a) estudante, nesta semana estudaremos o que é e como surge uma corrente elétrica. CORRENTE ELÉTRICA Imagine que um fio metálico foi ligado aos pólos de uma pilha. Neste instante, um campo elétrico, 𝐸 , passou a atuar sobre o fio metálico. Os elétrons livres deste metal ficarão sujeitos a uma força 𝐹⃗ devido ao campo elétrico 𝐸 , passando a se moverem (de forma ordenada). A este fluxo de elétrons no fio cha- mamos de corrente elétrica (para representá-la usaremos a letra i ). MOVIMENTO DE CORRENTE ELÉTRICA Ilustração: Júnia Arnaut O sentido da corrente nos sólidos é correspondente ao sentido do movimento ordenado dos elétrons livres. Adotaremos aqui o sentido da corrente, chamada de corrente convencional, de cargas positivas a favor do campo elétrico 𝐸 . Este movimento será do polo (+) da pilha para seu polo ( - ). Disponível em: <http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=22282>. Acesso em: 29 abr. 2021. INTENSIDADE DA CORRENTE Considere um corte transversal feito em um fio, perpendicularmente ao seu comprimento. Suponha que uma pessoa o observasse durante um tempo Δt. A intensidade de corrente, i, mede o quanto de carga passou por essa secção naquele intervalo. Unidade: A unidade da corrente será dada em homenagem a André-Marie Ampère, físico francês, um dos precursores no estudo do eletromagnetismo. Ampère (A) As correntes elétricas podem ser obtidas de duas formas: • Correntes contínuas (C.C.): Mantém-se constantemente no mesmo sentido do fluxo de elétrons devido à direção constante do 𝐸 . Exemplo: Uma pilha ou bateria fornece energia a um circuito e a corrente i mantêm-se sempre no mesmo sentido, a partir de seu polo ( + ), provocando um movimento de cargas no circuito que não sofre alteração. • Correntes alternadas (C.A.): Têm o sentido do seu fluxo de cargas modificado periodicamente, devido a uma constante mudança no sentido de 𝐸 , provocada pelos alternadores de polaridade do gerador. Exemplo: As empresas de distribuição de energia, como a Cemig, usam a corrente http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=22282 http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=22282 alternada. Na maioria das cidades do mundo a frequência de oscilação é de 60 ciclos por segundo. EXEMPLOS: 1 - Determine a intensidade de corrente elétrica que percorre um fio condutor sabendo que, durante um intervalo de tempo de 2,0 s, esse condutor foi atravessado por um total de 4,0 . 1020 elétrons. (Dado: 𝑒" = 1,6 . 10"*+ Coulombs). RESPOSTA: Primeiramente, determinamos a carga total que percorre o fio: 𝑄𝑄 = 𝑛 . 𝑒' → 𝑄𝑄 = 4,0 . 1020. 1,6 . 10'01 → 𝑄𝑄 = 6,4. 100 → 𝑄𝑄 = 64 𝐶 Em seguida aplicamos este resultado na equação da corrente elétrica e determinamos o seu valor: 𝑖𝑖 = ∆𝑄𝑄 → 𝑖𝑖 = 64 → 𝑖𝑖 = 32 𝐴 ∆𝑡 2 a) 1,6 A b) 3,2 A c) 16 A d) 32 A e) 20 A 2 - Uma corrente elétrica de 0,1 A é formada durante 1 minuto em um fio condutor. A carga elétrica transportada por esse fio, durante esse intervalo de tempo, foi de: RESPOSTA: Usando a equação da corrente elétrica poderemos determinar o valor da carga transportada no fio. Transformamos a unidade de tempo de minuto para segundo: 1 minuto= 60 segundos. A partir daí poderemos aplicar os valores na equação. 𝑖𝑖 = ∆𝑄𝑄 → 0,1 = ∆𝑄𝑄 → ∆𝑄𝑄 = 0,1 . 60 = 6 𝐶𝑜𝑢𝑙𝑜𝑚𝑏𝑠 ∆𝑡 60 a) 6,0 C b) 0,1 C c) 1,0 C d) 0,6 C e) 60,0 C ATIVIDADES 1 – (UFRS-RS) O gráfico da figura representa a intensidade da corrente elétrica i em um fio condutor, em função do tempo transcorrido t. Calcule a carga elétrica Q que passa por uma seção do condutor nos dois primeiros segundos. 2 – (PUC-MG) Em um relâmpago, a carga elétrica envolvida na descarga atmosférica é da ordem de 10 coulombs. Disponível em: <https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/69/Lightning_in_Arlington.jpg/300px-Lightning_in_ Arlington.jpg>. Acesso em: 28 jun. 2021. Se o relâmpago dura cerca de 10-3 segundos, a corrente elétrica média, vale, em ampère: a) 10 b) 100 c) 1000 d) 10000 e) 100000 3 – (UEPG-PR-ADAPTADO) Considere um fio metálico no qual foi estabelecido um campo elétrico 𝐸 , conectando suas extremida- des aos pólos de uma bateria. Os elétrons livres do fio metálico estarão sujeitos à ação da força elétrica devida ao campo e assim serão postos em movimento, dando origem a uma corrente elétrica através do fio condutor. Sobre este fenômeno, assinale o que for correto. ( ) Ao longo do fio metálico a intensidade da corrente elétrica pode variar. ( ) O sentido convencional da corrente elétrica através do fio é no sentido do ponto de maior potencial para o ponto de menor potencial. ( ) Ao passar através do fio, parte da energia da corrente elétrica é dissipada em outras formas de energia. ( ) O movimento dos elétrons livres através do fio será no sentido contrário ao do campo elétrico. ( ) Se o sentido do campo elétrico estabelecido no fio metálico for invertido periodicamente, a corrente elétrica também sofrerá inversões periódicas.
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