Electricidade e magnetismo

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1 Introdução
No início da história da eletricidade definiu-se o sentido da corrente elétrica como sendo o sentido do fluxo de cargas positivas. Esse sentido continua a ser utilizado até os dias de hoje e é chamado sentido convencional da corrente. O sentido real da corrente elétrica depende da natureza do condutor. Nos sólidos as cargas cujo fluxo constituem a corrente real são os eletrões livres, nos líquidos os portadores de corrente são íons positivos e íons negativos, enquanto nos gases são íons positivos, íons negativos e eletrões livres. A resistência elétrica é uma propriedade Os conceitos dos resistores eléctricos e lei de ohm muito é importantes no estudo da física, a lei de ohm ajuda nos a descrever as grandezas que influenciam na resistência eléctrica de um condutor, a resistência de um condutor homogéneo de secção transversal constante e proporcional ao comprimento e da natureza do material de sua construção inversamente proporcional a área de secção transversal, para condutores ôhmicos a intensidade da corrente eléctrica e directamente proporcional a tensão aplicarem seus terminais.
Objectivos
Geral
Corrente continua e resistência eléctrica
Específicos 
Descrever as fontes de corrente eléctrica e densidade da corrente
Descrever a resistência e resistividade 
Descrever a lei de ohm
 
Corrente Eléctrica
É o fluxo ordenado de partículas portadoras de carga eléctrica, ou também, e o deslocamento de cargas dentro de um condutor, quando existe uma diferença de potencial eléctrico entre as extremidades. Tal deslocamento procura estabelecer o seu equilíbrio desfeito pela acção de um campo eléctrico.
A unidade padrão no SI para a medida de intensidade de corrente e o ampere (A)
Efeitos da corrente eléctrica 
Efeito luminoso (Luz)
Verifica-se por exemplo nas lâmpadas, nos semáforos e na televisão.
 Efeito térmico (cobre)
Aplica-se por exemplo nos aquecedores eléctricos, no fogão eléctrico e no ferro de engomar.
Efeito magnético (íman)
Aplica-se por exemplo no funcionamento da campainha eléctrica, no transformador, no gerador eléctrico entre outros.
Efeito químico (reações químicas)
Ocorre por exemplo na obtenção do alumínio a partir no minério.
Fontes de corrente 
São dispositivos que produzem a corrente eléctrica.
Exemplos: pilhas, bateria, painel solar, gerador, dínamo, barra hidroeléctrica. Cada fonte de corrente tem sempre dois pólos, isto é, locais onde se acumulam cargas eléctricas, num dos pólos acumula-se carga positiva e na outra carga negativa. (Boylestad Robert).
Entre os pólos existem um campo eléctrico, por isso se os pólos estão ligados as extremidades de um condutor, surge nele uma corrente eléctrica. (Boylestad Robert).
Sentido da Corrente Eléctrica
Sentido do movimento real de cargas
 
É do terminal negativo da fonte (ponto de menor potencial) para o terminal positivo da fonte (ponto de maior potencial).
Sentido do movimento convencional de cargas 
É o contrário do movimento real, ou seja, do terminal positivo ao terminal negativo da fonte.
Nota: a corrente que circula sempre no mesmo sentido chama-se corrente contínua e a que muda periodicamente do sentido chama-se corrente alternada.
A pilha e a bateria produzem a corrente contínua enquanto o dínamo e as centrais hidroeléctricas produzem a corrente eléctrica. 
Intensidade da corrente e sua unidade no sistema internacional
Os efeitos da corrente eléctrica dependem da quantidade que passa pelos condutores em cada instante.
Quanto maior for a quantidade de carga num dado instante, maior serão os efeitos da corrente para caracterizar as medidas dos efeitos da corrente, emprega-se a grandeza da intensidade da corrente.
Chama-se intensidade da corrente eléctrica a medida de quantidade de carga eléctrica que atravessa uma secção de um condutor durante um certo intervalo de tempo.
I = 
Onde:
I – intensidade da corrente (A);
Q – carga eléctrica (c);
t – tempo (s).
Múltiplos de Ampere
Kiloampere (KA); 1KA = 103A.
Mega Ampere (MA); 1MA= 106A.
Circuito eléctrico 
É o caminho fechado por onde circula a corrente eléctrica;
Caso o movimento das cargas eléctricas seja sempre no mesmo sentido, o circuito eléctrico é chamado de circuito de corrente contínua (CC ou DC).
Principais componentes de um circuito
Pilha ou bactéria;
Interruptor aberto;
Lâmpada eléctrica;
Resistência eléctrica;
Amperímetro;
Voltímetro.
Resistência (Resistor)
É um componente dos circuitos eléctricos que representa uma oposição ao fluxo de corrente. Caso tenha valor conhecido e bem definido é chamado de resistor Fixo. Símbolo: Também pode ser de valor ajustável, sendo chamado de Potenciômetro ou Reostato. Símbolo: Unidade no S.I. Ohm [Ω].
Corrente contínua
Corrente contínua (CC ou DC - do inglês direct current) é o fluxo ordenado de cargas eléctricas no mesmo sentido. Esse tipo de corrente é gerado por baterias de automóveis ou de motos (6, 12 ou 24V), pequenas baterias (geralmente de 9V), pilhas (1,2V e 1,5V), dínamos, células solares e fontes de alimentação de várias tecnologias, que rectificam a corrente alternada para produzir corrente contínua.
Densidade de corrente
A corrente eléctrica φ se relaciona com a densidade de corrente eléctrica j através da fórmula
φ = j.A
Onde, no SI,
φ - É a corrente medida em amperes;
j - é a "densidade de corrente" medida em amperes por metro quadrado;
A - é a área pela qual a corrente circula, medida em metros quadrados.
A densidade de corrente é definida como:
 ϳ = 
Onde:
n - é a densidade de partículas (número de partículas por unidade de volume);
x - é a massa, carga, ou outra característica na qual o fluxo poderia ser medido;
u - é a velocidade média da partícula em cada volume.
Densidade de corrente é de importante consideração em projectos de sistemas eléctricos. A maioria dos condutores elétricos possui uma resistência positiva finita, fazendo-os então dissipar potência na forma de calor. A densidade de corrente deve permanecer suficientemente baixa para prevenir que o condutor funda ou queime, ou que a insolação do material caia. Em supercondutores, corrente excessiva pode gerar um campo magnético forte o suficiente para causar perda espontânea da propriedade de super condução.
Densidade de corrente eléctrica 
É o vector de magnitude igual à quantidade de carga eléctrica por unidade de tempo que passa em determinada área superficial, de direcção e sentido, dados pelo vector normal à mesma área superficial.
Dado pela fórmula: 
J = q.n.Vd
Onde: 
q - é a carga envolvida;
n - é o número de cargas por unidade de volume;
Vd - é a velocidade de deriva das cargas.
Quando a corrente é uniforme, a densidade de corrente eléctrica é facilmente obtida por: 
J = Onde:
 J - é a densidade; 
 I - é a corrente; 
 S - é a bitola do fio (área).
J também pode ser dado pela fórmula:
J = ρ.υ Onde: ρ é a densidade da carga e υ é a velocidade.
Factores que influenciam na resistência eléctrica de um condutor0
A resistência de um condutor depende de dois factores:
As dimensões do condutor (comprimento e a área de secção transversal).
O tipo de material que é feito o condutor.
Para dois condutores na mesma área de secção transversal, feito do mesmo material, mas com comprimentos diferentes (l1> l2), e verifica-se que através de experiencia que as suas resistências também são diferentes (R1> R2).
A resistência eléctrica de um condutor é directamente proporcional ao seu comprimento.
Para dois condutores com o mesmo comprimento, feito de mesmo material, mas com área de secção transversal diferente (S1> S2), verifica-se que também as suas resistências são diferentes.
A resistência de um condutor é inversamente proporcional a sua área de secção transversal.
A resistência eléctrica R de um dispositivo está relacionada com a resistividade ρ de um material, é dada por:
R = ρ
Onde:
ρ - é a resistividade eléctrica (em ohm metros, Ωm);
R - é aresistência eléctrica de um espécime uniforme do material (em ohms, Ω);
l - é o comprimento do espécime (medido em metros);
 A - é a área da secção do espécime (em metros quadrados, m²).
É importante salientar que essa relação não é geral e vale apenas para materiais uniformes e isotrópicos, com secções transversais também uniformes. Felizmente, os fios condutores normalmente utilizados apresentam estas duas características. ( Apostila Senai Prof. Dr. E.J. Zerbini.)
A resistividade eléctrica pode ainda ser definida como:
 ρ = 
Onde:
E - é a magnitude do campo eléctrico (em volts por metro, V/m);
J - é a magnitude da densidade de corrente (em amperes por metro quadrado, A/m²).
Finalmente, a resistividade pode também ser definida como sendo o inverso da condutividade eléctrica σ, do material, ou
 ρ = 
Resistividade eléctrica
Resistividade eléctrica é a resistência eléctrica específica de um certo condutor com 1m de comprimento, 1mm2 de área de secção transversal, medida em temperatura ambiente constante de 20°C.
A unidade de medida de resistividade é a mm2/m, representada pela letra grega ρ
(lê-se "rô").
A tabela a seguir apresenta alguns materiais com seu respectivo valor de resistividade.
	Substância
	ρ (Ω mm2/m)
	ρ (Ωm)
	Prata
	0.016
	1.6*10-8
	Cobre
	0.017
	1.7*10-8
	Ouro
	0.024
	2.4*10-8
	Alumínio
	0.028
	2.8*10-8
	Ferro
	0.1
	10*10-8
	Chumbo
	0,2114
	2.1*10-8
Associação de resistências 
Associação de resistências em série 
(Apostila Senai Prof. Dr. E.J. Zerbini) Existe uma tensão parcial em cada resistor, no caso de um circuito não ramificado. A soma de todas as tensões parciais é igual à tensão total. Como a intensidade de corrente num circuito não ramificado é a mesma em qualquer ponto do circuito, pudesse dividir a soma V = V1 + V2 +..., pela intensidade de corrente, I, existente em todos os resistores: = … R1 = R2 se os resistentes forem iguais), obviamente generalizando temos:
	
Req= R1+R2+… como mostra a figura.
Associação de resistências em paralelo
Fazendo-se uma análise para a associação em paralelo, veremos que a resistência equivalente será dada pela equação: = + +….
 
(Bonjoro, J. R. e Ramos,)Figura: (a) Dois resistores estão em paralelo quando eles estão conectados e Bonjoro, J. R. e Ramos,m ambas as extremidades de maneira que a diferença de potencial seja a mesma em cada um. (b) Os dois resistores na Figura (a) podem ser substituídos por uma resistência equivalente (Req) que está relacionada à R1 e R2 por...
 = + +….
A resistência equivalente de uma combinação de resistores em paralelo é menor que a resistência de qualquer dos resistores.
Associação Mista
(Bonjoro, J. R. e Ramos,) Uma associação mista consiste em uma combinação, em um mesmo circuito, de associações em série e em paralelo, como por exemplo:
Em cada parte do circuito, a tensão (U) e intensidade da corrente serão calculadas com base no que se conhece sobre circuitos série e paralelos, e para facilitar estes cálculos pode-se reduzir ou redesenhar os circuitos, utilizando resistores resultantes para cada parte, ou seja:
Sendo:
R1 = 100Ω
R2 = 20Ω
R3 = 10Ω
Lei de Ohm
(Física 2° grau – volume 2. Telecurso 2000) Para um condutor a uma temperatura constante, a intensidade da corrente que atravessa é diretamente proporcional a tensão aplicada nas suas extremidades. 
I = + + +…+ 
R = 
Curvas características de resistores ôhmicos e não-ôhmicos
(Física 2° grau – volume 2. Telecurso 2000) Física 2° grau – volume 2. Telecurso 2000. 1º Lei de Ohm – Enuncia
Para resistências constantes, a uma mesma temperatura, e chamada de Primeira Lei de Ohm, e sua representação gráfica é um reta, passando pela origem
A lei de Ohm é considerada como a equação de um resistor ôhmico de resistência eléctrica R: U=R.I
Tem-se uma função linear entre a ddp (U) e a corrente elétrica (I) e, por isso um resistor ôhmico 
é também chamado de condutor linear
O coeficiente angular da reta é numericamente dado por:
 
Para resistores que não obedecem à lei de Ohm, a curva característica passa pela origem mas não é uma reta. Esses resistores não-ôhmicos são denominados condutores não- lineares. Para eles define-se resistência parente em cada ponto da curva pelo quociente
A resistência aparente em cada ponto será numericamente igual ao coeficiente - angular da secante que passa pela origem e pelo ponto considerado.
2ª Lei de Ohm
(Física 2° grau – volume 2. Telecurso 2000) A resistência eléctrica de um condutor homogéneo depende do material de que ele e feito e, alem disso, e inversamente proporcional a sua área de secção e directamente proporcional ao seu comprimento.
Matematicamente, relacionamos essas grandezas da seguinte maneira: 
Conclusão
A densidade de corrente total j em um condutor depende do campo eléctrico E e das propriedades da matéria. Essa dependência em geral é muito complexa. Porem para certos matérias, especialmente para os mentais em uma dada temperaturas e quase directamente proporcional a E, e a razão entre os módulos permanece constante essa relação chamada lei de ohm. Quanto maior for a resistividade maior for a resistividade maior será o campo eléctrico necessário.
Para produzir uma dada densidade de corrente ou menor será a densidade de corrente gerada por um dado campo eléctrico.
Bibliografia 
Apostila de Introdução à Eletroeletrônica / A. SP Senai.
Introdução à Análise de Circuitos [Livro] / A. Boylestad Robert. - [s.l.] : Person Education. - Vol. 10.
Bonjoro, J. R. e Ramos, M.C. Física Fundamental – Volume único. São paulo. Ed. FTD, 1999.
São Paulo. Ed Globo.
Apostila Senai Prof. Dr. E.J. Zerbini.
Clodoaldo Silv Apostila Senai Prof. Dr. E.J. Zerbini.
a – 24/Dez/2012.
Lei de Ohm	 1
UNIVERSIDADE EDUARDO MONDLANE
ESCOLA SUPERIOR DO DESENVOLVIMENTO RURAL
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA RURAL
Eletricidade e Magnetismo
Corrente contínua e Resistência elétrica
Discentes:
Maculuve, Joana Ofélia
Gerere, Maida Cipriano
Tambo,Mandinho Luís
Matsimbe, João Mateus 
				Docente: 
					 dr. Simão Sobral
Vilankulos, 19 de Novembro de 2015