Eletricidade - 2013.2 - 1a AULA

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ANDERSON ALVES – anderson@live.estacio.brELETRICIDADE – CCE.0012
ELETRICIDADE – CCE.0012
Anderson Alves
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OBJETIVOS
1. Natureza da eletricidade
3. Corrente elétrica
2. Condutividade e Resisitividade elétrica
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NATUREZA DA ELETRICIDADE
Eletricidade é um termo que se aplica à uma variedade enorme de 
fenômenos físicos.
Entretanto, todos aqueles fenômenos têm algo em comum: a presença 
de carga elétrica.
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NATUREZA DA ELETRICIDADE
Carga elétrica: 
É uma propriedade fundamental da natureza. Ela é a responsável 
pelas interações eletromagnéticas entre corpos.
Experimentalmente, observou-se que existem dois tipos distintos 
de carga elétrica. Convencionou-se chamá-las de positiva e negativa.
Quando estão em repouso, as cargas positivas e negativas têm o 
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Quando estão em repouso, as cargas positivas e negativas têm o 
mesmo comportamento. Sua distinção vem quando ambas atravessam 
um campo magnético.
NATUREZA DA ELETRICIDADE
+
-
Campo magnético
B
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+
v
F Força de LorentzF = q.v x B
O que aconteceria se o carvão O que aconteceria se o carvão O que aconteceria se o carvão O que aconteceria se o carvão 
fosse fragmentado?fosse fragmentado?fosse fragmentado?fosse fragmentado?
NATUREZA DA ELETRICIDADE
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ÁTOMO
Palavra, que em grego, quer dizer “indivisível”.
Mas essa não é toda verdade! O átomo pode ser dividido.
O átomo é a menor parte representativa de um elemento químico 
puro.
NATUREZA DA ELETRICIDADE
elétron
próton
nêutron
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Por convenção, definiu-se que:
• Elétrons têm carga elétrica negativa.
• Prótons têm carga elétrica positiva.
• Neutrôns não têm carga elétrica.
NATUREZA DA ELETRICIDADE
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Um átomo eletricamente neutro possui o mesmo número de prótons 
e elétrons.
Entretanto,
NATUREZA DA ELETRICIDADE
Be
A=9
Z=4
9Be
A=9
Z=4
9+ Be
A=9
Z=4
9-
cátion ânion
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NATUREZA DA ELETRICIDADE
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Em um átomo, os elétrons são as partículas com maior mobilidade.
Eles “giram” em torno do núcleo atômico em órbitas bem definidas.
A falta ou excesso de elétrons torna um corpo carregado.
NATUREZA DA ELETRICIDADE
A falta de elétrons torna o átomo positivo (cátion).
O excesso de elétrons torna o átomo negativo (ânion).
Devido à sua mobilidade, os elétrons, no nosso caso, serão 
considerados os portadores de carga.
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A condutividade elétrica é o fenômeno através do qual os
portadores de carga se movem ao longo de um material.
A resistividade elétrica é o fenômeno inverso ao da
condutividade elétrica.
CONDUTIVIDADE E RESISTIVIDADE ELÉTRICA
A unidade utilizada para medir cada uma dessas grandezas é:
Resistividade
(Ω.m)
Condutividade
-1(Ω.m)
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Os materiais podem ser classificados de acordo com a
facilidade com que conduzem cargas elétricas.
• Condutores: 10E+7 (Ω.m)
Ex.: Metais, soluções eletrolíticas, grafite.
-1
-1
CONDUTIVIDADE E RESISTIVIDADE ELÉTRICA
• Semi-condutores: 10E+4 a 10E-6 (Ω.m)
Ex.: Silício, Germânio.
-1
• Isolantes: 10E-10 (Ω.m)
Ex.: Borracha, plástico, vidro, carvão.
-1
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Condutores:
Nos materiais condutores os elétrons podem se movimentar
livremente pelo material.
CONDUTIVIDADE E RESISTIVIDADE ELÉTRICA
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Condutores são materiais nos quais os portadores de carga
têm grande facilidade de locomoção.
Em geral, bons condutores elétricos também são bons
CONDUTIVIDADE E RESISTIVIDADE ELÉTRICA
Em geral, bons condutores elétricos também são bons
condutores térmicos.
Exemplos de condutores:
Metais, gases ionizados, soluções eletrolíticas, grafite.
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Isolantes:
Nos materiais isolantes, os elétrons permanecem ligados aos
seus átomos.
CONDUTIVIDADE E RESISTIVIDADE ELÉTRICA
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Isolantes são materiais nos quais os portadores de carga
não possuem mobilidade.
CONDUTIVIDADE E RESISTIVIDADE ELÉTRICA
Exemplos de isolantes: 
Vidro, borracha, plástico e carvão
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Material Resistividade 
(Ω.m) a 20°C
Em um mesmo material, os valores de resistividade/condutividade
mudam com a temperatura. Por exemplo, em metais, a resistividade
aumenta com a temperatura.
CONDUTIVIDADE E RESISTIVIDADE ELÉTRICA
(Ω.m) a 20°C
Prata 1.6E-8
Ouro 2.4E-8
Cobre 1.7E-8
Germânio 4.6E-1
Silício 6.4E+2
Vidro 1.0E+10
Parafina 1.0E+17
Teflon 1.0E+22
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A corrente elétrica é o movimento ordenado de portadores de carga
dentro de um corpo.
Este movimento ocorre quando uma diferença de potencial é aplicada no
corpo.
CORRENTE ELÉTRICA
corpo.
A intensidade da corrente elétrica depende da quantidade de portadores
de carga que estão em movimento ordenado dentro do corpo.
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CORRENTE ELÉTRICA
Em um condutor, os portadores de carga (no nosso caso,
elétrons) se movem de maneira aleatória dentro do material.
Esse movimento aleatório decorre da agitação térmica das
partículas no interior do material.
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CORRENTE ELÉTRICA
BATERIA
+ -
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CORRENTE ELÉTRICA
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Corrente elétrica é o número de portadores de carga de atravessa uma
secção reta do condutor por unidade de tempo.
i
∆Q
∆t
= [ A ]
CORRENTE ELÉTRICA
Cada elétron possui uma carga de 1,6E-19 C. Portanto, a quantidade de
elétrons necessária para uma corrente de 1,0 A é da ordem de
6,25E+18 elétrons
6.250.000.000.000.000.000 de elétrons !!!
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Em um condutor, o sentido real da corrente elétrica depende do sinal dos
portadores de carga.
Existem situações (por exemplo, em meios gasosos) onde os portadores de
carga se deslocam do potencial mais positivo para o mais negativo.
CORRENTE ELÉTRICA
Outras vezes, um meio pode conter portadores de carga de ambos os
sinais, o que gera dois fluxos, um para cada pólo, como no caso de
soluções eletrolíticas.
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Em um meio metálico, em geral, os portadores de carga se movimentam no
sentido inverso ao do convencional.
Para todas as finalidades, adotaremos o sentido convencional da corrente
em todas as análises.
CORRENTE ELÉTRICA
CONDUTOR
BATERIA
+ -
SENTIDO
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CONDUTIVIDADE E RESISTIVIDADE ELÉTRICA
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CONDUTIVIDADE E RESISTIVIDADE ELÉTRICA
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CONDUTIVIDADE E RESISTIVIDADE ELÉTRICA
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