Aula ao vivo de Eletrodinâmica: Corrente elétrica e seus efeitos

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Curso de Física
Corrente elétrica
Circuitos elétricos
Professor Paulo Vicente
www.fisicainterativa.com
Hoje, 20h
AULA AO VIVO
Eletrodinâmica
• A corrente elétrica e seus efeitos
• Corrente contínua x alternada
• Lei de Joule
• Lei de Ohm
• Circuitos simples
movimento desordenado
sem diferença de potencial
A corrente elétrica
A corrente elétrica
com diferença de potencial
corrente real
corrente convencional
Definimos a intensidade da corrente elétrica como sendo o fluxo de 
portadores de carga por unidade de tempo que passa uma secção 
transversal do condutor.
Q = n.e : quantidade de carga em coulomb
Dt: intervalo de tempo em segundos
i: corrente elétrica em ampère
A corrente elétrica
Corrente contínua
É toda corrente de sentido e 
intensidade constantes com o tempo, 
por exemplo, uma pilha ou bateria é 
capaz de fornecer corrente contínua.
I
t
+
-
Corrente alternada
É toda corrente que muda, periodicamente, 
de intensidade e sentido. Nas tomadas 
residenciais temos uma corrente elétrica 
que oscila com uma frequência de 60Hz ( 
60 ciclos por segundo)
I
t
Tipos de corrente elétrica
Quando uma corrente elétrica atravessa
um condutor ocorre transformação de
energia elétrica em energia térmica,
denominado de efeito Joule. É o
princípio de funcionamento do ferro de
passar, do chuveiro elétrico e de
aquecedores elétricos..
Efeitos térmico ou joule
Um condutor percorrido por uma
corrente elétrica cria, na região próxima
a ele, um campo magnético. Este efeito
constitui a base de funcionamento de
motores, transformadores e sua
descoberta permitiu a unificação da
eletricidade e do magnetismo.
Efeitos magnético
Uma solução eletrolítica sofre decomposição,
quando é atravessada por uma corrente
elétrica. É a eletrólise. Esse efeito é utilizado,
por exemplo, no revestimento de metais:
cromagem, niquelação etc.
Efeito químico
Em determinadas condições, a passagem da
corrente elétrica através de um gás rarefeito
faz com que ele emita luz. As lâmpadas
fluorescentes e os anúncios luminosos são
aplicações desse efeito. Neles há a
transformação direta de energia elétrica em
energia luminosa.
Efeitos luminoso
A corrente elétrica age diretamente no
sistema nervoso, provocando
contrações musculares, quando isto
ocorre dizemos que a pessoa tomou um
choque elétrico.
Uma corrente elétrica a partir de 10 mA
já pode ser fatal ao ser humano, se
atravessar o tórax passando pelo
coração, pois é capaz de alterar os
batimentos cardíacos.
Efeito fisiológico
É a medida da rapidez com que se transfere energia. 
No caso dos aparelhos elétricos, a energia transformada ou transferida 
corresponde ao trabalho da força elétrica necessária para deslocar certa 
quantidade de carga.
t
E
P
D
=
Onde:
E → energia em joule
Dt → intervalo de tempo em segundos
P → potência em watt 
Sabemos que
UQE =
Onde:
E → energia em joule
Q → quantidade de carga em coulomb
U → diferença de potencial em volts 
Substituindo na expressão de potência
t
UQ
P
D

=
iUP =
Potência elétrica
Qual a energia consumida por um chuveiro elétrico de potência 3000 W 
ligado por 20 min?
Solução
Sabemos que
t
E
P
D
=
tPE D=
Para obter a energia em joule, 
devemos converter 20 min para 
segundos.
s12006020t ==D
Então
12003000E =
J000.600.3E =
Exercício resolvido
Qual a energia consumida por um chuveiro elétrico de potência 3000 W 
ligado por 20 min?
Solução
Sabemos que
t
E
P
D
=
tPE D=
Para obter a energia em joule, 
devemos converter 20 min para 
segundos.
s12006020t ==D
Então
12003000E =
J000.600.3E =
Exercício resolvido
A unidade de medida de energia 
do S.I é o joule (J), no entanto, 
essa unidade é muito pequena 
para medir o consumo de energia. 
Por esta razão, costuma-se 
utilizar uma outra unidade de 
medida conhecida como 
quilowatt-hora, onde usamos a 
potência em quilowatt e o tempo 
em horas.
O quilowatt-hora
Qual a energia consumida por um chuveiro elétrico de potência 3000 W 
ligado por 20 min?
Exercício resolvido
A unidade de medida de energia 
do S.I é o joule (J), no entanto, 
essa unidade é muito pequena 
para medir o consumo de energia. 
Por esta razão, costuma-se 
utilizar uma outra unidade de 
medida conhecida como 
quilowatt-hora, onde usamos a 
potência em quilowatt e o tempo 
em horas.
O quilowatt-hora
Refazendo...
Sabemos que
t
E
P
D
=
tPE D=
h316020t ==D
Então
313E =
hkW1E =
kW3W3000P ==
1ª Lei de Ohm
Um condutor obedece a lei de Ohm quando a razão entre a
ddp aplicada e a corrente elétrica resultante é sempre
constante.
𝑈1
𝑖1
=
𝑈2
𝑖2
=
𝑈3
𝑖3
= 𝑅 ⟹ 𝑈 = 𝑅𝑖
2ª Lei de Ohm
L
A 𝑅 = 𝜌
𝐿
𝐴
Sabemos que a potência elétrica é dada por
mas da 1ª lei de Ohm, sabemos que U=R.I
substituindo, temos
iUP =
2iRP =
ou
R
U
P
2
=
Potência elétrica de um resistor
Circuito série
Uma associação em série possui duas características principais:
1) a corrente elétrica é a mesma em todos os elementos do circuito. 
2) a d.d.p total é a soma das d.d.p’s de cada componente.
i
R1 R2 R3
UT
iRiRiRU 321T ++=
321T UUUU ++=
i i
Uma associação em série possui duas características principais:
1) a corrente elétrica é a mesma em todos os elementos do circuito. 
2) a d.d.p total é a soma das d.d.p’s de cada componente.
i
R1 R2 R3
UT
Req
UT
iRU eqT =
iRiRiRU 321T ++=
321T UUUU ++=
iRiRiRiR 321eq ++=
321eq RRRR ++=
i i i
Circuito série
Circuito paralelo
Uma associação em paralelo possui duas características principais:
1) a d.d.p é a mesma em todos os elementos do circuito. 
2) a corrente total é a soma das correntes de cada componente.
321T iiii ++=
i1
i2
i3
iT
R1
R2
U
R3
Circuito paralelo
Uma associação em paralelo possui duas características principais:
1) a d.d.p é a mesma em todos os elementos do circuito. 
2) a corrente total é a soma das correntes de cada componente.
eq
T
R
U
i =
321T iiii ++=
i1
i2
i3
iT
321eq R
U
R
U
R
U
R
U
++=
321eq R
1
R
1
R
1
R
1
++=
Req
U
iT
Então numa associação em paralelo, o inverso da resistência equivalente é 
igual a soma dos inversos das resistências de cada componente.
21
21
eq
RR
RR
R
+

=
Para dois resistores
R1
R2
U
R3
Se R1= R2= R
2
R
Req =
iT
Calcule a resistência equivalente da associação abaixo entre os terminais A e B.
A
B
C
C
D
D
1. Denomine cada nó do circuito. Nós 
ligados diretamente por um fio 
devem ter o mesmo nome.
Exercício resolvido
Calcule a resistência equivalente da associação abaixo entre os terminais A e B.
1. Denomine cada nó do circuito. Nós 
ligados diretamente por um fio 
devem ter o mesmo nome.
Exercício resolvido
Calcule a resistência equivalente da associação abaixo entre os terminais A e B.
A
B
C
C
D
D
1. Denomine cada nó do circuito. Nós 
ligados diretamente por um fio 
devem ter o mesmo nome.
2. Verifique os elementos do circuito 
que estão em curto, eles estão sob 
mesmo potencial, logo a d.d.p é nula 
e não passará corrente por ele caso 
o circuito seja ligado.
3. Redesenhe o circuito.
Exercício resolvido
Calcule a resistência equivalente da associação abaixo entre os terminais A e B.
A
B
C
C
D
D
1. Denomine cadanó do circuito, nós 
ligados diretamente por um fio 
devem ter o mesmo nome.
2. Verifique os elementos do circuito 
que estão em curto, eles estão sob 
mesmo potencial, logo a d.d.p é nula 
e não passará corrente por ele caso 
o circuito seja ligado.
3. Redesenhe o circuito.
A C D B
Exercício resolvido
Calcule a resistência equivalente da associação abaixo entre os terminais A e B.
4. Continue fazendo simplificações até 
encontrar o resistor equivalente do 
circuito.
A C D B
Exercício resolvido
Calcule a resistência equivalente da associação abaixo entre os terminais A e B.
4. Continue fazendo simplificações até 
encontrar o resistor equivalente do 
circuito.
A C D B
Exercício resolvido
Calcule a resistência equivalente da associação abaixo entre os terminais A e B.
4. Continue fazendo simplificações até 
encontrar o resistor equivalente do 
circuito.
A C D B
Exercício resolvido
Calcule a resistência equivalente da associação abaixo entre os terminais A e B.
4. Continue fazendo simplificações até 
encontrar o resistor equivalente do 
circuito.
A C B
Calcule a resistência equivalente da associação abaixo entre os terminais A e B.
4. Continue fazendo simplificações até 
encontrar o resistor equivalente do 
circuito.
A B
Exercício resolvido
Calcule a resistência equivalente da associação abaixo entre os terminais A e B.
A B
Concluído, a resistência equivalente entre os pontos A e B é
Exercício resolvido
Calcule a resistência equivalente da associação abaixo entre os terminais A e B.
A B
A
C D
D
C
B
A
C D
D
C
B
A B A B
A B A B A B
Fim da aula
Exercício resolvido