Resumo de Física 1pp

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Aluno Álvaro Campos
Resumo de Física – 1ª PP
Livro:
Cargas Elétricas (págs. 8 a 30)
Noções de Carga Elétrica;
Princípios da Eletrostática;
Processos de Eletrização;
Lei de Coulomb;
Corrente Elétrica e Associação de Resistores (págs. 110 a 155)
Conceitos Gerais sobre Circuito Elétrico;
Potência Elétrica e Resistores;
1ª e 2ª Lei de Ohm;
Circuito Misto (resistores em série e paralelo);
Curto Circuito (fusível e disjuntor).
Cargas Elétricas:
Conceitos Básicos:
A unidade de medida de carga elétrica no SI é o Coulomb (C). Os prótons e elétrons têm cargas opostas, sendo convencionado o elétron negativo e o próton positivo.
Existem submúltiplos do Coulomb importantes:
Princípio da atração e repulsão
Partículas eletrizadas com cargas de mesmo sinal se repelem, enquanto as eletrizadas com sinais opostos se atraem.
Princípio da conservação das cargas elétricas
A soma das cargas elétricas das partículas de um sistema eletricamente isolado é constante, ou seja, se o sistema for isolado, mesmo após trocas de cargas elétricas entre as partículas do sistema, a soma de todas as cargas é a mesma antes e depois das trocas.
Processos de Eletrização:
Eletrização é o fenômeno pelo qual um corpo neutro passa a eletrizado devido alteração no número de seus elétrons. Esse fenômeno pode se dar de três formas:
Eletrização por atrito: quando dois corpos neutros de materiais diferentes são atritados, há a passagem de elétrons de um corpo para outro (um fica eletrizado negativamente e o outro positivamente);
Eletrização por contato: quando dois ou mais corpos condutores são postos em contato, há a transferência de elétrons do corpo mais “negativo” para o mais “positivo”.
Eletrização por indução: aproximar de um corpo neutro um corpo eletrizado, criando no corpo neutro um polo positivo e outro negativo. Depois o corpo neutro é ligado à terra onde ocorre transferência de elétrons por contato.
Esquema de Eletrização por Indução:
Lei de Coulomb:
É a lei que rege as forças de atração/repulsão entre duas partículas eletrizadas. Determina a força de interação eletrostática (Fel) pela equação:
d = distância entre as duas partículas;
Q e q = cargas das duas partículas
K = constante eletrostática 
OBSERVAÇÃO: a Força de Interação Eletrostática entre duas partículas tem sempre a direção do segmento de reta que as une. O sentido da força depende do sinal das cargas.
Corrente Elétrica:
Conceitos Básicos:
A corrente elétrica é causada por uma diferença de potencial elétrico (ddp) entre dois pontos de um condutor elétrico, um fio de cobre, por exemplo.
Corrente Convencional: a corrente elétrica é orientada no sentido do ponto mais ‘positivo’ para o mais ‘negativo’ (vai do + para o -)
O gerador é o responsável por fazer a reposição dessa energia potencial elétrica, tronando a corrente cíclica. Ele gasta energia para mandar os elétrons que chegam ao ponto mais positivo de volta ao ponto mais negativo, reiniciando a corrente.
A intensidade média da corrente elétrica (i) é a quantidade de carga elétrica que atravessa a corrente num intervalo de tempo.
Sua unidade de medida no SI é o Ampère (1 A = 1 C/s)
A diferença de potencial entre dois polos de uma corrente é medida no SI em Volts (1 V = 1 J/C) e representada pela letra U.
A Potência Elétrica de uma corrente é dada pela fórmula:
Sendo E a energia elétrica. No SI, Pot é dada em Watt (1 W = 1 J/s)
Primeira Lei de Ohm:
Postulado: em um condutor ôhmico mantido a temperatura constante, a intensidade de corrente elétrica é proporcional à diferença de potencial (U) aplicada entre seus terminais.
No SI a unidade de medida de resistência elétrica R é o ohm (Ω). O símbolo de resistência elétrica em esquemas de circuitos elétricos é:
A partir da 1ª Lei de Ohm podemos escrever a potência de resistores ôhmicos de outra maneira:
Segunda Lei de Ohm:
Postulado: a resistência elétrica R de um condutor homogêneo é dada pela equação
Sendo ρ a resistividade elétrica do material. A resistência ainda varia de acordo com a temperatura do resistor, segundo a equação:
Onde α é o coeficiente de temperatura do material.
Associação de Resistores:
A associação de resistores pode ser feita de três formas distintas;
Em Série: quando um ou mais resistores são interligados por um único trajeto condutor, isto é, sem bifurcações. Assim, quando percorridos por correntes elétricas, esta terá a mesma intensidade em todos eles (continuidade da corrente elétrica). Esses resistores podem ser representados por um Resistor Equivalente (Req).
Em Paralelo: dois resistores estão em paralelo quando são interligados de tal maneira que fiquem submetidos à mesma diferença de potencial, ou seja, quando dois resistores estiverem ligados ao mesmo ponto. Haverá assim a divisão da corrente. A resistência equivalente a esses resistores é:
ILUSTAÇÃO:
Mista: quando associa alguns resistores em série e outros em paralelo.
Observação: quando ocorre a bifurcação do circuito, ou seja, quando o fio se divide, a corrente também se divide, porém não de forma homogênea. A intensidade da corrente é inversamente proporcional a intensidade da resistência em cada bifurcação.
No exemplo acima, temos que U=12V, R1=2 Ω, R2=4 Ω e R3=4 Ω. Como os resistores estão em paralelo, temos uma Req = 1 Ω e a intensidade da corrente é de 10 ampères (i = 12 A). Essa corrente i vai se dividir em outras três correntes, cuja intensidade será inversamente proporcional a resistência de cada fio. Assim:
, donde i1=6A, i2=3A e 13=3A
Curto-Circuito:
Dois pontos estão em curto-circuito quando estão interligados por um fio de resistência desprezível, ou seja, sem uma ddp entre as extremidades. Os curtos circuitos são baseados no princípio de que a corrente se divide entre uma bifurcação de forma inversa a resistência dessas bifurcações. Se a corrente encontra um caminho sem resistência (R=0), toda ela passará por esse caminho. Veja o exemplo:
(I) = ambos os resistores estão em curto, ou seja, não passa corrente entre eles, pois há um caminho sem resistência que a corrente pode seguir;
(II) = apenas o resistor de baixo está em curto, pois sua ddp=0, ou seja, há outro caminho com resistência nula (diagonal);
(III) = o sistema não tem resistores em curto, a corrente se divide entre os dois resistores de forma inversamente proporcional a sua corrente.
Caso algum resistor esteja em curto, ele pode ser desconsiderado, afinal não passará corrente por ele.