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GRANDEZAS ELÉTRICAS E UNIDADES DE MEDIDA Carga elétrica: - Propriedade da matéria, sendo de dois tipos de manifestação: A Interação eletromagnética é responsável pelos fenômenos químicos e bioquímicos. Também se manifesta no núcleo atômico, mas em conjunto com a Interação nuclear. Toda substância é formada por átomos e estes são compostos por partículas chamadas de elétron, próton e o nêutron. O nêutron não apresenta carga elétrica. Elétron: carga elétrica negativa e massa: 9,109 x 10-27 kg Próton: carga elétrica positiva e massa: 1,673 x 10-27 kg Nêutron: não tem carga elétrica e massa: 1,675 x 10-27 kg Um íon é um átomo que possui falta ou excesso de elétrons. Para o primeiro caso, adquire carga positiva (cátion) e para o segundo, carga negativa (ânion). Ou seja, o ganho ou perda de elétrons de um átomo elimina-o da neutralidade e lhe confere carga elétrica. Unidade: coulomb (C) A quantidade de carga elétrica que um corpo possui é dada pela fórmula: lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito carga do próton = e ; carga do elétron = - e . EX: 1 C = 6,25 · 1018 elétrons. Corrente elétrica: É o movimento de partículas carregadas, também chamadas de portadores de carga, em uma determinada direção do material (“movimento ordenado”). Quando esse movimento ocorre ao longo de uma trajetória que forma um circuito fechado, a trajetória denomina-se circuito elétrico. I (corrente elétrica) = carga tempo = dq dt Unidade: ampere: A = C s Em diferentes materiais que conduzem uma corrente, as cargas das partículas que se movem podem ser positivas ou negativas. Nos metais, as cargas que se movem são sempre elétrons (negativas), enquanto em um gás ionizado (plasma) ou em uma solução iônica as partículas incluem elétrons e íons positivos. Em um material semicondutor, tal como germânio ou silício, a condução pode ocorrer pelo movimento de elétrons ou pelo movimento de vacâncias, mais conhecidas como buracos, que são locais da rede onde não existem elétrons e que funcionam como se fossem cargas positivas. Ex: A corrente na solução é a soma da corrente de cargas positivas (íons Na+) com a corrente de cargas negativas (Íons Cl-). lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Marcador de texto lasm Marcador de texto lasm Marcador de texto lasm Marcador de texto lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Marcador de texto lasm Marcador de texto lasm Marcador de texto Tensão elétrica: ou d.d.p (diferença de potencial elétrico) É a quantidade de energia elétrica que pode ser utilizada para mover um coulomb de carga elétrica de um ponto para outro. Unidade: volt (V) EX: 127 V = 127 J 1C EX: Determine a energia potencial elétrica de uma bateria de 6V que possui 3000C de carga armazenada. Uma outra unidade de energia é chamada de quilowatt-hora (kWh): 1kWh = 3,6 x 106 J Assim, a bateria do exemplo vai apresentar em kWh : 0,005 kWh. As baterias são classificadas, geralmente, em ampere-hora (A . h), que é a carga máxima que ela pode fornecer: Energia elétrica carga elétrica =tensão elétrica joule (J ) coulom(C) =volt (V ) E 3000C =6V→E=6⋅3000=18000 J lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Marcador de texto lasm Marcador de texto lasm Marcador de texto lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Marcador de texto lasm Marcador de texto lasm Marcador de texto lasm Marcador de texto lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito Potência elétrica (P): É a taxa de conversão ou utilização de energia elétrica em outras formas de energia. Unidade: watt (W) Obs: energia elétrica = potência x tempo. Para uma potencia de 1000W de um aparelho utilizado durante 1h temos: E = P x tempo = 1000W x 3600s = 1kW x 1h E = P x tempo = 1000W x 3600s = 3,6 x 106 J , ou seja, 1kWh = 3,6 x 106 J Daí , a explicação para a unidade utilizada de consumo de energia elétrica: kWh EX: Por um chuveiro elétrico circula uma corrente de 20 A quando ele é ligado a uma tensão de 220 V. Determine: a) a potência elétrica recebida pelo chuveiro; b) a energia elétrica consumida pelo chuveiro em 15 minutos de funcionamento, expressa em kWh. Solução: a)P = V i = 220 x 20 = 4400 W; b) E = P x tempo = 4,4kW x (¼ h) = 1,1 kWh Potência(P)= energia elétrica(E) tempo( t) Potência(P)= joule(J ) tempo (s) =watt(W )ouVA em correntescontínuas d .c P=V⋅i lasm Marcador de texto lasm Marcador de texto lasm Marcador de texto lasm Marcador de texto lasm Marcador de texto lasm Marcador de texto lasm Marcador de texto lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito Eficiência (%) = Potência convertidaouutilizada potência totaloudisponível ×100= P saída Pentrada ×100 EX: Qual é a eficiência de um rádio receptor que necessita de 4W de potência para funcionar e que consome 0,5 W. EX: Um amplificador estéreo produz 50 W de potência. Qual é a potência que deve ser disponibilizada para o amplificador, sabendo que sua eficiência é de 30%? Ef =0,5 4 x100=12,5% 30= 50 Pentrada x100→Pentrada= 50 30 x100=170W lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito lasm Manuscrito