eletrodinâmica

Prévia do material em texto

Eletrodinâmica
● Trata-se do estudo das 
correntes elétricas. Que 
por sua vez são 
FLUXOS ORDENADOS 
DE ELÉTRONS.
● Esse fenômeno se dá em 
condições especiais, mas são 
extremamente comuns. Quando 
acendemos uma lâmpada, quando 
usamos os celulares, quando um 
raio ilumina a noite em tempestade 
e muitos outros exemplos.
 
Materiais condutores e isolantes
● Condutores são aqueles 
materiais que permitem 
o trânsito dos elétrons. 
(para se aprofundar, se desejar, 
pesquise por “banda de condução”)
● Isolantes apresentam uma 
enorme resistência a passagem 
dos elétrons. Na verdade todos 
os materiais são condutores, 
mas para isso a diferença de 
potencial entre as extremidades 
do fio precisa ser grande o 
suficiente. Note que o ar é um 
isolante elétrico, mas os raios 
são enormes correntes elétricas 
atravessando o espaço entre o 
solo e as nuvens.
 
Materiais condutores e isolantes
Cobre - condutor
borracha - isolante
 
Materiais condutores e isolantes
● Importante sabermos que, em condições normais, os 
elétrons em num condutor nunca trafegam sem alguma 
resistência a esse movimento. Nesse processo há sim 
perda de energia e isso pode ser notado pelo aumento 
da temperatura do condutor com a passagem dos 
elétrons. A esse fenômeno damos o nome de efeito joule.
● Em verde é assim que vários aparelhos domésticos funcionam, se 
aproveitando do efeito joule.
 
Materiais condutores e isolantes
● Quais desses aparelhos você acha que usam 
o efeito joule em seu funcionamento?
 
Como se dão as correntes 
elétricas?
● Normalmente os elétrons na banda 
de condução de um material estão 
sim se movimentando, entretanto 
aleatoriamente. Dessa forma não 
conseguimos aproveitar a sua 
energia.
● Quando o fluxo se dá ordenadamente, 
ou seja a maioria dos elétrons nessa 
condição caminham de uma 
extremidade para outra, podemos 
utilizar essa energia.
● Esse fenômeno acontece quando há uma 
diferença de potencial (d.d.p) entre as 
extremidades do condutor. Unidade da d.d.p 
é o Volt (V). pilhas baterias e até mesmo a 
tomada de sua casa são objetos que 
fornecem essa Voltagem aos aparelhos que 
usamos diariamente.
 
Relembrando o campo elétrico
● Linhas de campo de cargas 
elétricas.
● Linhas de campo de cargas 
elétricas interagindo entre si.
● Podemos calcular a 
intensidade do campo elétrico 
segundo as expressões.
E⃗= F⃗
q
ou E⃗=K Q
r⃗
 
Potencial elétrico
● Energia Potencial 
Elétrica
● Essa expressão nos fornece o quanto 
de energia é necessária para mover 
uma carga q com relação à carga Q, 
sob o efeito da lei de coulomb, de uma 
distância infinitamente grande (onde 
estipulamos energia zero) à uma 
posição finita r, ou seja o trabalho 
realizado.
Ue=K Q⋅q
r
● Ex: Duas cargas de 1C estão 
separadas de uma distância 
de 10m. Um indivíduo as 
aproxima em 1m, quantos 
joules de trabalho ele 
realizou?
Ue1=9⋅10
9 1⋅1
10
=9⋅108 j
Ue2=9⋅10
9 1⋅1
9
=1⋅109 j
Ue2−Ue1=10⋅10
8−9⋅108=1⋅108 j
 
Potencial elétrico
● Já o potencial elétrico é definido como a razão entre a 
energia potencial elétrica pela carga elétrica de prova 
colocada ou imersa em um campo elétrico. 
● Assim devemos encarar essa informação como sendo 
a capacidade de uma carga tem de realizar trabalho 
sobre outra e não menos importante a unidade dessa 
grandeza é o Volt (V). 
V=K Q⋅q
r
/q→V=K Q
r
V=Ue /q
 
Ex:
● Vamos supor que temos uma partícula carregada com carga q = 4 
μC e que ela seja colocada em um ponto A de um campo elétrico 
cujo potencial elétrico seja igual a 60 V. Se essa partícula ir, 
espontaneamente, para um ponto B, cujo potencial elétrico seja 20 
V, qual será o valor da energia potencial dessa carga quando ela 
estiver no ponto A e posteriormente no ponto B?
● Vamos supor que temos uma partícula carregada com carga q = 4 
μC e que ela seja colocada em um ponto A de um campo elétrico 
cujo potencial elétrico seja igual a 60 V. Se essa partícula ir, 
espontaneamente, para um ponto B, cujo potencial elétrico seja 20 
V, qual será o valor da energia potencial dessa carga quando ela 
estiver no ponto A e posteriormente no ponto B?
Ue A=4⋅10
−6⋅60=2,4⋅10−4 j
UeB=4⋅10
−6⋅20=8⋅10−4 j
● Obs: bem mais simples que no caso anterior, não?
 
Ex:
● (UFSM-RS) Uma partícula com carga q = 2 . 10-7 C se desloca do ponto A ao 
ponto B, que se localizam numa região em que existe um campo elétrico. 
Durante esse deslocamento, a força elétrica realiza um trabalho igual a 4 . 10-
3 J sobre a partícula. A diferença de potencial VA – VB entre os dois pontos 
considerados vale, em V:
V=Ue
q
● Como se trata da diferença de 
potencial, podemos estabelecer o zero 
de potencial elétrico onde for mais 
conveniente.
V a−V b=
Uea−Ue b
q
sejaUb=0,então :V a−V b=
Uea
q
=2⋅104V
 
Diferença de potencial (d.d.p)
● Seja o potencial:
V=K Q
r
então:
v a−vb=K
Q
r
=V=K Q
r a−r b
 
Resistência elétrica dos materiais
● É a dificuldade que os elétrons têm de passar 
pelos condutores elétricos, em função dessa 
características existe o efeito joule, ou seja 
conversão de energia elétrica em energia térmica.
R=ρ l
A
Onde:
● ρ é a resistividade elétrica 
● l comprimento
● A área da secção transversal do condutor 
 
Corrente elétrica
● Como já vimos é o 
fluxo de elétrons 
ordenado. Mas e sua 
forma matemática?
i=|Q|
Δt
● Assim a corrente elétrica i fica definida 
como a quantidade de elétrons em 
coulomb por intervalo de tempo. Essa 
unidade C/s chamamos de Ampére (A).
 
Segunda lei de o
Ohm
V=R⋅i
Segunda lei de o
Ohm
Ou seja a diferença de potencial em 
um circuito elétrico tem uma relação 
direta com a corrente elétrica levado 
por uma constante R, que é uma 
característica do material condutor 
ou componente do circuito elétrico.
	Slide 1
	Slide 2
	Slide 3
	Slide 4
	Slide 5
	Slide 6
	Slide 7
	Slide 8
	Slide 9
	Slide 10
	Slide 11
	Slide 12
	Slide 13
	Slide 14
	Slide 15