CORRENTE ELÉTRICA E POTÊNCIA_TEORIA

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Física – Prof. Augusto Melo 
DATA: NOME: 
Eletrodinâmica 
Introdução 
 
A Eletrodinâmica é o estudo das correntes elétricas, suas 
causas e os efeitos que produzem no “caminho” por onde passam 
os portadores de carga elétrica livres. 
 
Condutores 
 
Condutores são materiais nos quais as cargas elétricas 
(os elétrons) se deslocam de maneira relativamente livre. 
Quando tais materiais são carregados em alguma região 
pequena, a carga distribui-se prontamente sobre toda a 
superfície do material. 
Normalmente, o movimento dos elétrons-livres no 
metal é caótico e imprevisível. 
 
 
Os elétrons livres estão em movimento desordenado. 
 
 Quando submetida a uma diferença de potencial (DDP) 
– ligação a uma pilha ou bateria – os elétrons livres estão em 
movimento ordenado, formando a corrente elétrica. 
 
 
Corrente elétrica 
 
Corrente elétrica é o movimento ordenado de 
portadores de cargas elétricas, provocado por uma diferença de 
potencial elétrico (U = VA – VB). 
 
Sentido da corrente elétrica 
 
O sentido da corrente elétrica convencional é dado pelo 
sentido contrário ao do movimento dos portadores de carga 
negativa (sentido do campo elétrico). 
 
 
 
Intensidade média de corrente elétrica 
 
A intensidade média de corrente elétrica (i) através da 
seção transversal de um condutor é o quociente do módulo da 
carga elétrica que atravessa a seção pelo intervalo de tempo em 
que isso ocorre. 
 
 
 
• i = intensidade média de corrente elétrica [ampère (A)]. 
• ∆Q = quantidade de carga [coulomb (C)]. 
• ∆t = intervalo de tempo [segundo (s)]. 
• n = número de portadores de carga. 
• e = carga elementar. 
• e = 1,6 . 10–19 C 
 
 
 
Tipos de corrente elétrica 
 
Corrente Contínua (C.C.) – É aquela em que o sentido e a 
intensidade permanecem constantes com o tempo. 
A corrente contínua pode ser obtida quando se usa uma pilha, ou 
uma bateria. 
 
 
 
 
Corrente Alternada (C.A.) – É aquela em que a intensidade e o 
sentido mudam periodicamente com o tempo. 
Nas tomadas de sua casa, encontra-se uma corrente alternada. 
 
 
 
Corrente Pulsante (C.P.) – Nesse modelo, a corrente tem seu 
sentido constante, porém o fluxo de elétrons no interior do fio se 
comporta como pulsos, fazendo com que a intensidade passe por 
variações no decorrer do tempo. Geralmente é encontrada em 
circuitos retificadores de corrente alternada. 
  . . ( )coulombsegundounidade de i no S I i ampère A=  =
 
 
 
 
 
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Eletrodinâmica 
 
 
Efeitos da corrente elétrica 
 
A corrente elétrica quando percorre um circuito elétrico 
pode produzir os seguintes efeitos: Térmico (efeito Joule), 
luminoso, magnético, químico e fisiológico (choque elétrico). 
 
Efeito térmico 
 
 
Os elétrons, acelerados pelas forças elétricas, colidem 
com os átomos da rede atômica, transferindo-lhes energia, que 
faz com que haja um aumento da energia de vibração desses 
átomos, o que implica macroscopicamente num aumento de 
temperatura. Este fenômeno, também chamado efeito Joule. 
 
Alguns exemplos clássicos: 
• Lâmpada incandescente 
• Chuveiro elétrico 
• Ferro elétrico 
• Fusíveis 
 
Efeito químico 
 
Fazendo-se passar uma corrente elétrica por uma 
solução de ácido sulfúrico em água, por exemplo, observa-se que 
da solução se desprende hidrogênio e oxigênio. A corrente 
elétrica produz, então, uma ação química nos elementos que 
constituem a solução 
 
 
 
Efeito luminoso 
 
Em determinadas condições, a passagem da corrente elétrica 
através de um gás rarefeito faz com que ele emita luz. 
 
Alguns exemplos clássicos são: 
• Lâmpadas de vapor de mercúrio. 
• Lâmpada de vapor de sódio. 
• Letreiros luminosos de neon. 
• Luminosidade dos raios que ocorrem numa 
tempestade. 
 
Efeito magnético 
 
Um condutor percorrido por uma corrente elétrica cria, 
na região próxima a ele, um campo magnético. Este é um dos 
efeitos mais importantes, constituindo a base do funcionamento 
dos motores, transformadores, relés etc. 
Em 1820, o dinamarquês Oersted descobriu que quando 
a corrente elétrica passa em um fio metálico desviava a agulha 
de uma bússola. 
 
Efeitos fisiológicos 
 
 A corrente elétrica tem ação, de modo geral, sobre 
todos os tecidos vivos, porque os tecidos são formados de 
substâncias coloidais e os coloides sofrem ação da eletricidade. 
Mas é particularmente importante a ação da corrente elétrica 
sobre os nervos e os músculos. 
 Na ação sobre os nervos devemos distinguir a ação 
sobre os nervos sensitivos e sobre os nervos motores. A ação 
sobre os nervos sensitivos dá sensação de dor. A ação sobre os 
nervos motores dá uma comoção (choque). A corrente elétrica 
passando pelo músculo produz nele uma contração. 
 
 
 
 
 
 
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Eletrodinâmica 
Intensidade da 
corrente (i) 
Efeitos fisiológicos 
100 µA a 1 mA limiar da sensação 
1 mA a 5 mA formigamento 
5mA a 10 mA sensação desagradável 
10 mA a 20 mA 
pânico, sensação muito 
desagradável 
20 mA a 30 mA paralisia muscular 
30 mA a 50 mA a respiração é afetada 
50 mA a 100 mA 
dificuldade extrema em respirar, 
ocorre a fibrilação ventricular 
100 mA a 200 mA 
queimaduras graves podendo levar a 
morte 
200 mA morte, queimaduras severas 
 
Potência elétrica 
 
Potência é uma grandeza física que mede a energia que 
está sendo transformada na unidade de tempo, ou seja, mede o 
trabalho realizado por uma determinada máquina na unidade de 
tempo. 
 
 


−

 

 = potência [watt (W)]
[ ( )]
 = energia 
[ (kWh)]
[ (s)]
 = intervalo de tempo 
[ (h)]
P
joule J
quilowatt hora
segundo
t
hora
E 
 
 
 
 Podemos dizer que a função básica de uma máquina é 
transformar energia. Na eletricidade, os dispositivos elétricos 
estão constantemente transformando energia: o gerador de 
eletricidade transforma energia não elétrica em energia elétrica, 
o resistor transforma energia elétrica em calor, etc. 
 Para transportar uma carga elétrica entre dois pontos 
cuja diferença de potencial é U, o trabalho realizado pela força 
elétrica é T. Portanto, temos: 
 
 
=

 = potência [watt (W)]
 corrente elétrica [ampère (A)]
 = intervalo de tempo [ (s)]
P
i
t segundo
 
 
 A unidade da potência elétrica é o Watt, em 
homenagem a James Watt, inventor da maquia a vapor. Para 
demonstrar a força de sua máquina James utilizou a comparação 
com os cavalos que exerciam a força para mover os moinhos na 
ausência dos ventos. Desta comparação surgiu uma outra 
unidade que é o cavalo-vapor ou CV que equivalem a 735,5W, 
existem ainda o HP, uma sigla em inglês para horse-power, que 
equivale a 745,7W. 
 
 
 
A unidade CV no brasil é muito utilizada para potência 
de motores, tanto elétricos quantos os de combustão, utilizado 
em automóveis, mas ela não é reconhecida pelo S.I. (Sistema 
Internacional). 
 
Valores nominais de lâmpadas e aparelhos elétricos 
 
 Os fabricantes de lâmpadas, ferros elétricos de passar 
roupa. Chuveiros elétricos, etc, especificam em seus produtos 
pelo menos dois valores, denominados valores nominais. Um 
deles é a tensão nominal (U), que é a tensão da rede elétrica para 
a qual o produto foi fabricado, e o outro é a potência nominal (P), 
que é a potência elétrica consumida pelo produto quando 
submetido à tensão nominal. 
 
 
P
t
=

E
61 3,6 10kWh J= 
 
 
 
 
 
4 
Eletrodinâmica 
 
 
Fusíveis e disjuntores 
 
 Fusíveis e disjuntores são elementos de proteção. 
 
 
 O fusível é um condutor (geralmente de cobre, estanho, 
chumbo ou alumínio) que protege os circuitos elétricos contra 
correntes excessivas. Ele é projetado de modo a não permitir que 
a corrente elétrica perdure no circuito, quando ultrapassa um 
determinado valor. 
 Em condições normais de funcionamento, a 
temperatura do fusível é inferior ao seu ponto de fusão. 
Entretanto se a corrente se eleva acima do necessário para o 
funcionamento do circuito, a temperatura do fusível aumenta e 
atinge seu ponto de fusão. Fundindo-se, o circuito se abre e a 
corrente cessa. Dessa maneirao fusível protege aparelhos e 
instalações elétricas. 
 
 
Um disjuntor é um dispositivo eletromecânico, que 
funciona como um interruptor automático, destinado a proteger 
uma determinada instalação elétrica contra possíveis danos 
causados por curtos-circuitos e sobrecargas elétricas. A sua 
função básica é a de detectar picos de corrente que ultrapassem 
o adequado para o circuito, interrompendo-a imediatamente 
antes que os seus efeitos térmicos e mecânicos possam causar 
danos à instalação elétrica protegida. 
 Uma das principais características dos disjuntores é a 
sua capacidade de poderem ser rearmados manualmente, depois 
de interromperem a corrente em virtude da ocorrência de uma 
falha. Diferem assim dos fusíveis, que têm a mesma função, mas 
que ficam inutilizados quando realizam a interrupção. Por outro 
lado, além de dispositivos de proteção, os disjuntores servem 
também de dispositivos de manobra, funcionando como 
interruptores normais que permitem interromper manualmente 
a passagem de corrente elétrica. 
 
 
 
Efeito Joule 
 
Quando uma corrente elétrica passa por um resistor, 
este converte energia elétrica em energia térmica. O resistor 
dissipa a energia em forma de calor. Assim a potência total do 
sistema diminuiu, o aquecimento de um resistor por passagem 
de uma corrente é chamado de efeito Joule. 
 
 
 
Lei dos nós 
 
Nós ou nodos são pontos de divisão de corrente elétrica. 
 Num dado nó, a soma das correntes que entram é igual 
à soma das correntes que saem. Ou seja, um nó não acumula 
carga. 
 
 
 
 
Exemplo 1: 
 
Três fios condutores de cobre, F1, F2 e F3, estão interligados por 
solda, como mostra a figura, e são percorridos por correntes 
elétricas de intensidades i1, i2 e i3, respectivamente, sendo i1 = 2 
A e i2 = 6 A nos sentidos indicados. 
 
Determine o sentido e a intensidade da corrente elétrica no fio 
F3. 
 
Resolução: 
 
fusível circuitoi i
disjuntor circuitoi i
chegam saemi i= 
1 2 3I I I= +
chegam saemi i= 
 
 
 
 
 
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Eletrodinâmica 
 
 
 
Exemplo 2: 
 
A figura ilustra fios de cobre interligados. Considerando as 
intensidades e os sentidos das correntes elétricas indicadas, 
calcule i1 e i2. 
 
Resolução: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
chegam saemi i= 