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ELETRICIDADE E MATÉRIA A parte da Física que estuda a interação entre cargas elétricas. A eletricidade existe desde o surgimento do universo. Presente nos raios; No nosso corpo O sistema nervoso; Fenômeno natural. ELETRICIDADE E MATÉRIA ELETRICIDADE E MATÉRIA Matéria é constituída por átomos: Prótons Nêutrons Elétrons Todo átomo eletricamente neutro, tem o mesmo número de prótons e de elétrons. Fonte: Google imagens Os diferentes tipos de átomo podem ser identificados pelo número de prótons no núcleo: Átomo de Hidrogênio = um próton em seu núcleo O de Hélio = dois prótons Lítio = três prótons. A ELETRIZAÇÃO DE CORPOS O número de elétrons ≠ Número de prótons Elétrons > Prótons = Corpo eletrizado negativamente Elétrons < Prótons = Corpo eletrizado positivamente É possível desequilibrar eletricamente um átomo alterando a quantidade de elétrons. ELETROSTÁTICA: A ELETRICIDADE ESTÁTICA Quando eletrizamos um corpo, ele passa a ter eletricidade estática. Eletricidade estática quando as cargas elétricas se acumulam em um corpo e não se movimentam. ELETROSTÁTICA: A ELETRICIDADE ESTÁTICA Fonte: Google imagens ELETROSTÁTICA: A ELETRICIDADE ESTÁTICA Sistema Internacional de Unidade (SI); Unidade de carga elétrica é o Coulomb (C); Físico Francês Charles de Coulomb; Um dos primeiros a estudar a interação entre cargas elétricas. Fonte: Google imagens ELETRODINÂMICA: CARGAS ELÉTRICAS EM MOVIMENTO As cargas elétricas em movimento MATERIAIS CONDUTORES E MATERIAS ISOLANTES Materiais metálicos “mar de elétrons livres” Bons condutores Materiais com arranjo atômico ou molecular que dificulta a movimentação de seus elétrons Maus condutores de elétrons ou isolantes elétricos. MATERIAIS CONDUTORES E MATERIAS ISOLANTES Os metais são muito utilizados na fabricação de fios e cabos elétricos. Fonte: Google imagens Os soquetes são feitos de plástico e latão. Fonte: Google imagens A CORRENTE ELÉTRICA Os elétrons livres apresentam tendência bem definida de se mover ordenadamente em cada ponto de um metal, por exemplo, numa certa direção e num determinado instante, chamamos esse movimento ordenado de corrente elétrica. CIRCUITO ELÉTRICO Elementos básicos do circuito elétrico simples: Fonte de energia; Fios que fornecem e conduzem os elétrons; Aparelho elétrico; Interruptor. CIRCUITO ELÉTRICO Fonte: Google imagens TIPOS DE CORRENTE ELÉTRICA Há dois tipos de corrente elétrica: Contínua: em que os elétrons se movimentam num único sentido no circuito. TIPOS DE CORRENTE ELÉTRICA Há dois tipos de corrente elétrica: Alternada: Os elétrons apresentam um movimento do tipo vaivém, alternando periodicamente o sentido desse movimento. TENSÃO ELÉTRICA Placas metálicas carregadas com cargas de sinais opostos - - - Ligando-se um fio condutor entre placas, forma-se uma corrente elétrica FIO CONDUTOR Tendem a se unir As cargas elétricas fluirão Equilíbrio elétrico CADA CARGA ELÉTRICA ADQUIRE ENERGIA POTENCIAL 16 TENSÃO ELÉTRICA - - - Ligando-se um fio condutor entre placas, forma-se uma corrente elétrica FIO CONDUTOR Tendem a se unir As cargas elétricas fluirão Equilíbrio elétrico Diferença de potencial (ddp) ou Tensão elétrica Essa grandeza é medida em volts (V) Representada em uma equação pela letra U 17 MEDINDO A CORRENTE ELÉTRICA OBSERVAÇÃO: Ter em mente o fio condutor do exemplo anterior Para medirmos a corrente elétrica num dado intervalo de tempo (ߡt), contamos a quantidade de cargas elétricas (ߡq) que atravessa uma seção transversal. A relação entre as quantidades ߡq e ߡt é chamada de intensidade da corrente elétrica (i) A unidade é chamada ampère (A) PROBLEMA Por melhor que seja, um condutor sempre oferece alguma resistência à passagem de uma corrente elétrica. EFEITO JOULE RESISTENCIA ELÉTRICA Quanto maior a resistência do condutor num circuito, maior deve ser a diferença da tensão elétrica para fazer as cargas elétricas fluírem. RESISTENCIA ELÉTRICA - - - Quanto num circuito R é constante, a relação entre a tensão e a corrente elétrica pode ser escrita assim: LEI DE OHM U= R.i PROBLEMA: Ligado a uma tensão de 220V, um chuveiro elétrico é percorrido por uma corrente de 22 A. Qual o valor da sua resistencia? U= 220 V 220= R . 22 i= 22 A R= 10 Ω Quanto num circuito R é constante, a relação entre a tensão e a corrente elétrica pode ser escrita assim: POTENCIA ELÉTRICA A corrente elétrica sempre realiza trabalho Relação entre trabalho realizado e o tempo gasto é a potencia (pot- Watts) Pot= U.i Podemos obter a corrente que circulará pelo aparelho Qual o valor da corrente elétrica que passa pelo chuveiro que funciona sobre um tensão de 220 e a potência de 5400w? PROBLEMA Pot= U.i U= 220 V P= 5400 W Um ferro de passar roupa está ligado a uma tensão de 110V. Pelo seu circuito passa uma corrente de 5ª. Qual é a potência elétrica desse aparelho? PROBLEMA Pot= U.i U= 110 V i= 5 A Pot = U. i Pot= 110 . 5 Pot= 550 w Os aparelhos elétricos consomem energia elétrica COMSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA A potencia e o tempo de funcionamento E= Pot. ߡt Se a potência for em watts (W) e o tempo em segundos (s) Energia é dada em joules (j) (KWh)
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