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ELETRODINAMICA Eletrodinâmica é a área da Física que estuda o comportamento das cargas elétricas em movimento. É por meio dela que é possível saber por que ao conectar a TV na tomada ela liga, ou por que ao queimar uma lâmpada do pisca-pisca, as outras da sequência não acendem mais. Corrente elétrica Para entendermos o que é corrente elétrica é preciso lembrar que todos os corpos são feitos de átomos e elétrons livres. Esses últimos são os responsáveis pela corrente elétrica. Isso porque eles estão mais longe do núcleo do átomo e quando recebem carga por meio de um gerador (a pilha é um exemplo de gerador), eles se organizam e estabelecem um movimento ordenado em um determinado sentido. Temos, então, a corrente elétrica. Para haver corrente elétrica é preciso que haja uma diferença de potencial. Só assim é que as cargas conseguem se movimentar do potencial mais alto para o mais baixo, estabelecendo uma corrente. A intensidade da corrente é medida pela seguinte fórmula: I = Q/Δt Em que: · I é a intensidade da corrente; · Q é a carga elétrica; · Δt é o intervalo de tempo. Pelo Sistema Internacional de Medidas (SI) temos os seguintes prefixos: · I: ampère (A); · Q: coulomb (C); · Δt: segundo (s). É importante citar que o sentido convencional da corrente elétrica em um condutor é do potencial maior para o menor. Mas o sentido real da corrente é do potencial menor para o maior. Sendo assim, sempre considere o sentido convencional para os estudos. Circuito elétrico Um circuito elétrico é composto por um condutor fechado no qual se produz uma corrente elétrica. Um exemplo de circuito é: colocar um único fio que conecta o polo positivo ao polo negativo de uma mesma pilha. Em um circuito podemos ter dois tipos de corrente elétrica: contínua e alternada. A corrente contínua é aquela que tem sempre o mesmo sentido. Correntes geradas por baterias e pilhas são contínuas. No entanto, a corrente alternada é aquela cujo sentido sofre inversões, em geral, periodicamente. Como exemplo podemos citar a energia que está nas tomadas de uma residência. Potência elétrica Uma carga ao se mover por um condutor gasta energia, exceto quando é um supercondutor. Isso pode resultar no giro de um motor ou em uma lâmpada que se acende. A potência elétrica é a taxa na qual a energia elétrica é convertida em outra forma, como luz, calor ou energia mecânica. A potência elétrica é calculada pela seguinte fórmula: Pot = U . i Segundo o SI temos: · Pot: watts (w) · U: volts (v); · i: ampère (A). Resistência elétrica Considere um circuito. Seu condutor é submetido a uma diferença de potencial U e uma corrente elétrica, com intensidade i, percorre por ele. Sendo assim, a resistência elétrica R é definida por: R = U / i Segundo o SI temos: · R: ohm (Ω); · U: volts (v); · i: ampère (A). A resistência elétrica depende do material em que é feito o fio condutor, da espessura, do comprimento e da temperatura a qual ele está exposto. Em alguns casos, podemos encontrar condutores que têm uma resistência tão baixa que pode-se dizer que ele é um condutor ideal. A resistência elétrica ainda pode ser definida como a “dificuldade” que a corrente elétrica encontra para percorrer por um condutor com determinada tensão. 1ª Lei de Ohm Partindo do que foi falado a respeito da resistência elétrica, temos a Primeira Lei de Ohm. Ela nos diz que, para alguns condutores, a diferença de potencial (U) e a intensidade da corrente (i) são diretamente proporcionais. A constante de proporcionalidade é a sua resistência elétrica (R): U = R . i , sendo R constante. Segundo o SI temos: · R: ohm (Ω); · U: volts (v); · i: ampère (A). 2ª Lei de Ohm Considere que um fio condutor tem um comprimento L e seção transversal uniforme de área A. A resistência elétrica R desse condutor é diretamente proporcional ao seu comprimento L e inversamente proporcional à área A — sendo que ele tem uma resistência intrínseca, denominada como resistividade elétrica (ρ). Sendo assim, temos a Segunda Lei de Ohm: R = (ρ . L)/ A Segundo o SI temos: · R: ohm (Ω); · L: metro (m); · A: metro quadrado (m²); · ρ: ohm metro (Ω . m). Resistores Resistores são componentes de um circuito elétrico em que quando a energia elétrica passa por eles é convertida exclusivamente em energia térmica. Essa conversão é definida como efeito Joule. Um exemplo, presente na maioria das casas, é o chuveiro em que ele converte energia elétrica em energia térmica, a qual aquece a água. Associação de resistores em série A associação de resistores em série se dá por meio de um sistema em que em um mesmo fio estão conectadas uma bateria, uma chave liga/desliga e mais de uma lâmpada ou outro tipo de resistor. Nessa forma de associação, quando a chave é fechada, a corrente se estabelece quase que imediatamente em todas as lâmpadas. A carga não é acumulada em uma lâmpadas, mas percorre através delas. Por conta de os elétrons livres terem apenas um caminho para percorrer, se uma lâmpada queimar ou se a chave for aberta a corrente será interrompida. As luzes de Natal são um exemplo de um circuito em série. Nesse tipo de associação, a corrente enfrenta a resistência de todas as lâmpadas conectadas. Dessa forma, a resistência total do circuito é a soma da resistência de cada lâmpada. R = R1 + R2 + R3 + … + Rn O mesmo acontece para a diferença de potencial total do circuito, que é a soma da diferença de potencial de cada lâmpada. Apenas a intensidade da corrente elétrica é igual em todos os resistores. U = U1 + U2 + U3 + … + Un Associação de resistores em paralelo Um circuito com resistores associados em paralelo é um pouco diferente do anterior. Isso porque as lâmpadas não estão conectadas no mesmo fio, mas em fios diferentes. Nesse caso, a diferença de potencial é igual para todos os resistores. Porém, tanto a intensidade da corrente elétrica como a resistência elétrica são diferentes para cada resistor. A intensidade da corrente elétrica total é a soma da intensidade de corrente de cada resistor. i = i1 + i2 + i3 + … + in Já a resistência elétrica total diminui a cada caminho adicionado entre dois pontos do circuito. Isso significa que a resistência total do circuito é menor que a de qualquer um dos resistores. 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + … +1/Rn Um exemplo real da associação de resistores em paralelo é a instalação elétrica de uma casa, em que lâmpadas, geladeira, chuveiro e tomadas são considerados resistores. Associação mista de resistores Associação mista é aquela em que no mesmo circuito há resistores associados em série e em paralelo. image1.jpeg
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