Aula 2 - Corrente e Tensão

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Aula 2 – Corrente e Tensão 
Prof. Francisco A. Scannavino Jr. 
1. Introdução 
A B 
Corpos Condutores 
Neutros 
Analogia 
Hidráulica 
- 
- - 
- 
+ 
+ + 
+ 
Corpos Condutores 
Carregados Isolados 
Analogia 
Hidráulica 
1. Introdução 
- 
- - 
- 
+ 
+ + 
+ 
Corpos Carregados 
Ligados por um fio 
Analogia 
Hidráulica 
- - - 
+ 
+ 
Corpos Carregados 
Ligados por um fio 
Analogia 
Hidráulica 
1. Introdução 
- - 
+ 
Corpos Carregados 
Ligados por um fio 
Analogia 
Hidráulica 
Corpos Carregados 
Ligados por um fio 
Analogia 
Hidráulica 
1. Introdução 
No modelo hidráulico podemos observar que: 
 
 somente haverá vazão se houver desnível entre 
A e B, e a torneira estiver aberta; 
 
 se a torneira estiver aberta em uma posição 
fixa, a vazão de água será proporcional ao 
desnível entre A e B; 
 
 para um dado desnível inicial entre A e B, a 
vazão de água será proporcional à posição de 
abertura da torneira; 
 
1. Introdução 
Analogia entre os modelos Hidráulico e 
Elétrico: 
 
Grandeza Hidráulica Grandeza Elétrica 
Moléculas de água Elétrons 
Nível Potencial 
Diferença de nível Diferença de Potencial 
Vazão Corrente 
Abertura da torneira Condutância 
1. Tensão Elétrica 
 Tensão elétrica é a diferença de potencial de 1 Volt (V) entre 
dois pontos se acontece uma troca de energia de 1 Joule (J) 
quando deslocamos uma carga de 1 Coulomb (C) entre esses 
dois pontos; 
 
 Unidade: V (Volt); 
  Representação: E, U, V, v(t), u(t), e(t); 
  Simbologia: 
 
1. Tensão Elétrica 
 Equacionamento: 
 
𝑈 = 
𝑊
𝑄
 
Onde U (V) é a diferença de potencial entre dois pontos, W (J) é a 
energia necessária para a movimentação de uma carga elétrica igual a 
Q (C). 
1. Tensão Elétrica 
 Fonte de Tensão (CC) ideal: fornece uma tensão fixa a 
qualquer sistema eletroeletrônico, ainda que possam ocorrer 
variações na corrente conforme determinado pelo sistema. 
 
1. Tensão Elétrica 
 Fonte de Tensão (CC) real: a tensão contínua diminui com o 
tempo, mantida uma determinada corrente de descarga. 
 
1. Tensão Elétrica 
 Especificação ampère-hora: as baterias têm uma 
especificação de capacidade dada em ampère-hora (Ah) ou 
miliampère-hora (mAh). 
 
𝑫𝒖𝒓𝒂çã𝒐 𝒐𝒖 𝑽𝒊𝒅𝒂 ú𝒕𝒊𝒍 𝒉𝒐𝒓𝒂𝒔 = 
𝒆𝒔𝒑𝒆𝒄𝒊𝒇𝒊𝒄𝒂çã𝒐 (𝑨𝒉)
𝒄𝒐𝒓𝒓𝒆𝒏𝒕𝒆 𝒅𝒓𝒆𝒏𝒂𝒅𝒂 (𝑨)
 
1. Tensão Elétrica 
As fontes de Tensão CC podem ser divididas em três 
amplas categorias: 
 
 
 
 Baterias – usam reações químicas; 
 
  Geradores – são conversores eletromecânicos de energia; 
 
 Fontes de alimentação – usam o processo de retificação. 
 
1. Tensão Elétrica 
Terminologia: 
 
 Potencial: a tensão num ponto em relação a outro ponto em 
relação a outro ponto no sistema elétrico. Normalmente o 
ponto de referência é o GND (ponto comum ou terra), cujo 
pontencial é igual a zero; 
  Diferença de Potencial: a diferença algébrica de potencial 
(ou de tensão) entre dois pontos de um circuito elétrico; 
  Tensão: quando esse termo aparece isolado, significa o 
mesmo que potencial; 
  Diferença de Tensão: a diferença algébrica de tensão (ou 
potencial) entre dois pontos de um sistema. Os termos queda 
ou aumento de tensão são auto-explicativos; 
 
2. Corrente Elétrica 
 Os elétrons livres são os portadores de carga em um fio de 
cobre ou em qualquer outro condutor de eletricidade; 
 
Movimento aleatório de elétrons 
livres em um fio de cobre 
quando não existe tensão 
aplicada. 
Movimento aleatório de elétrons 
livres em uma estrutura atômica. 
 Na ausência de forças externas, o fluxo de carga líquida em 
um condutor é nulo em qualquer direção; 
 
2. Corrente Elétrica 
 Corrente elétrica é o fluxo ordenado de partículas 
portadoras de carga elétrica (elétrons), ou também, é 
o deslocamento de cargas dentro de um condutor, 
quando existe uma diferença de potencial elétrico 
entre as suas extremidades. 
 Em um circuito, 
por convenção, a 
corrente sempre 
vai fluir do 
potencial mais 
positivo para o 
potencial mais 
negativo. 
2. Corrente Elétrica 
 Se 6,24x1018 elétrons (1C) atravessam em 1 segundo, com 
velocidade uniforme, a seção reta circular imaginária de um 
condutor, dizemos que o fluxo de carga corresponde a 1 
Ampère. 
 Unidade: A (Ampère); 
 Representação: I, i(t), i ; 
 Simbologia: 
 
2. Corrente Elétrica 
 Equacionamento: 
𝐼 = 
𝑄
𝑡
 
onde I é a corrente elétrica em Ampères [A], Q é a carga elétrica em 
Coulombs [C] e t o tempo em segundos [s]. 
2. Corrente Elétrica 
 Uma fonte de corrente CC ideal fornece uma corrente fixa a qualquer 
sistema eletroeletrônico, ainda que possam ocorrer variações na tensão 
conforme determinado pelo sistema. 
3. Condutores e Isolantes 
 Denominamos condutores os materiais que permitem a passagem de 
um fluxo intenso de elétrons com a aplicação de uma força (tensão) 
relativamente pequena. 
 
METAL 
CONDUTIVIDADE RELATIVA AO 
COBRE (%) 
COBRE 100,0 
PRATA 105,0 
OURO 70,5 
ALUMÍNIO 61,0 
TUNGSTÊNIO 31,2 
NÍQUEL 22,1 
FERRO 14,0 
CONSTANTAN 3,5 
NICROME 1,7 
CALORITA 1,4 
3. Condutores e Isolantes 
 Denominamos isolantes os materiais que possuem pouquíssimos 
elétrons livres, sendo necessária a aplicação de um potencial ou tensão 
muito elevado para estabelecer uma corrente mensurável. 
 
MATERIAL 
RIGIDEZ DIELÉTRICA MÉDIA 
[KV/cm] 
AR 30 
PORCELANA 70 
ÓLEOS 140 
BAQUELITE 150 
BORRACHA 270 
PAPEL (PARAFINADO) 500 
TEFLON 600 
VIDRO 900 
MICA 2000 
4. Semicondutores 
 Denominamos os semicondutores um determinado grupo de 
elementos químicos cujas características elétricas são intermediárias 
entre as dos condutores e as dos isolantes; 
 Embora o silício (Si) seja o material mais usado, o germânio (Ge) e o 
arseneto de gálio (GaAs) são também utilizados em muitos disposítivos; 
5. Amperímetros e Voltímetros 
 Amperímetros – são equipamentos usados para medir a intensidade de 
corrente. 
5. Amperímetros e Voltímetros 
 Voltímetros – são equipamentos usados para medir a tensão elétrica 
entre dois pontos. 
6. Resistência 
 Resistência – oposição que um condutor oferece à 
passagem de corrente elétrica; 
 Depende das dimensões e da natureza do material 
que compõe o condutor; 
 Unidade:  (ohm) 
 Representação: R 
 Simbologia: 
6. Resistência 
 Equacionamento (temperatura ambiente – 20º ): 
𝑅 = 𝜌 .
𝑙
𝐴
 
onde R é a resistência,  é a resistividade [ . cm], l é o comprimento da 
amostra [cm] e A é a área da seção reta da amostra [cm2]. 
 
MATERIAL 
Resistividade 
[ . cm] 
PRATA 1,645 X 10-6 
COBRE 1,723 X 10-6 
OURO 2,443 X 10-6 
ALUMÍNIO 2,825 X 10-6 
TUNGSTÊNIO 5,485 X 10-6 
NÍQUEL 7,811 X 10-6 
FERRO 12,299 X 10-6 
7. Exercícios Propostos 
1) A carga que atravessa, a cada 64 ms, uma seção imaginário de um fio 
condutor é 0,16 C. Determine a corrente em Ampère; 
2) Determine o tempo necessário para que 4x1016 elétrons atravessem 
uma seção imaginária de um fio condutor, se a corrente for 5 mA; 
3) Determine a diferença de potencial entre dois pontos de um sistema 
elétrico, se 60 J de energia forem gastos para deslocar uma carga de 20 C 
entre esses dois pontos; 
4) Determine a energia necessária para mover uma carga de 50 C 
através de uma diferença de potencial de 6 V; 
5) Determine a vida útil em minutos paraa bateria BH 500, de 0,9 V, 
sabendo que a capacidade para uma corrente de descarga de 600 mA é de 
450 mAh.