Relatório 1 - Tensão e Corrente Elétrica

Prévia do material em texto

IFSP - INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO,
CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SÃO PAULO
ELETRICIDADE APLICADA
GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA
 
Curso: Engenharia Mecânica
Alunos: 
Gabriela Rodrigues Matias 	(sp3029174)
Professores: Enio Carlos Segatto / Thomas Edson Filgueiras Filho
São Paulo - SP
Dezembro de 2020
SUMÁRIO
	1. Introdução...........................................................................................
	3
	1.1. Objetivo......................................................................................
	3
	2. Fundamentação Teórica....................................................................
	4
	2.1. Tensão Elétrica (ddp).................................................................
	4
	2.2. Corrente Elétrica.........................................................................
	5
	2.2.1. Tipos de Corrente Elétrica.......................................................
	5
	3. Conclusão...........................................................................................
	7
	4. Discussão...........................................................................................
	8
	5. Bibliográfia..........................................................................................
	9
1. INTRODUÇÃO
A eletricidade é de grande importância na nossa sociedade atual, pois sem ela, muitas das atividades que realizamos muitas vezes até de maneira automática, não poderiam ser realizadas.
Por exemplo: assistir televisão; conservar alimentos na geladeira; aquecer ou gelar ambientes com ar-condicionado; utilizar o computador; iluminar um ambiente com lâmpadas; utilizar um ventilador, entre outros.
Os gregos antigos foram os primeiros a estudar as forças da eletricidade. Nas colônias inglesas dos Estados Unidos, no século XVIII, Benjamin Franklin provou que o relâmpago é uma forma de eletricidade. Posteriormente os cientistas descobriram que a eletricidade está relacionada ao magnetismo, o que os levou a gerar eletricidade usando ímãs.
A eletricidade é uma forma de energia. Na natureza, ela pode ser observada nos relâmpagos. Os cientistas descobriram como gerar eletricidade, o que é bastante útil, uma vez que a eletricidade gerada pode ser controlada e enviada através de cabos. Dessa maneira, são alimentados aparelhos como aquecedores, lâmpadas e computadores. A eletricidade produz a maior parte da energia que move o mundo moderno.
Tudo na natureza é formado por minúsculas partículas chamadas átomos. Cada átomo possui partículas ainda menores: os prótons e os elétrons. A carga dos elétrons é negativa, e a dos prótons, positiva. Cargas opostas — isto é, uma positiva e outra negativa — se atraem. Cargas iguais — ou seja, duas cargas positivas ou duas cargas negativas — se repelem. A eletricidade surge quando elétrons são empurrados e puxados de um átomo a outro.
A partir disso esse relatório busca abordar duas das principais grandezas relacionadas a eletricidade, que são a Tensão Elétrica ou Diferença de Potencial e a Corrente Elétrica. 
1.1. Objetivo
Revisar os conceitos relacionados a duas das principais grandezas relacionada a eletricidade e a eletrodinâmica, que são a Tensão Elétrica (Diferença de Potencial) e a Corrente Elétrica. E a forma de calcular a intensidade de tais grandezas. 
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
As grandezas fundamentais em eletricidade são a tensão elétrica, a corrente elétrica, a resistência elétrica e a potência elétrica.
A seguir tratarei um pouco dos conceitos e fórmulas relacionados as grandezas: Tensão e Corrente (elétricas). 
2.1. Tensão Elétrica (Diferença de Potencial)
Tensão elétrica, diferença de potencial e voltagem (termo coloquial) referem-se à mesma grandeza física escalar, que é medida em volts. A tensão elétrica é definida como a energia potencial elétrica armazenada por unidade de carga elétrica. Por exemplo, quando uma carga elétrica de 1,0 C é colocada em uma região de 10 V, ela adquire uma energia potencial elétrica de 10 J. Assim, quando dois pontos se encontram em diferentes tensões elétricas, dizemos que há entre eles uma diferença de potencial.
Tensão elétrica é a quantidade de energia armazenada em cada coulomb de carga elétrica, quando está se encontra em regiões em que há um campo elétrico não nulo. Nessas condições, quando soltas, as cargas podem passar a se mover, devido ao surgimento de uma força elétrica sobre elas. 
Cargas positivas movem-se em direção aos potenciais elétricos mais baixos, enquanto as cargas negativas tendem a se deslocar em direção aos potenciais elétricos mais altos.
Figura 1 – Diferença de potencial entre os pontos A e B.
Fonte: Docsity – Centro Universitário do Norte. 
A diferença de potencial (ddp) entre os pontos A e B é dada pela equação: 
Sendo: 
U = Diferença de Potencial (Volt [V]); 
 = Energia transferida sob forma de trabalho (Joule [J]);
 = Carga Elétrica (Coulomb [C]). 
De acordo com o Sistema Internacional: 
2.2. Corrente Elétrica 
A corrente elétrica é o movimento coordenado de cargas elétricas, como os elétrons, que acontece no interior de diferentes materiais, em razão da aplicação de uma diferença de potencial elétrico. A corrente elétrica é a grandeza física que nos permite conhecer qual é a quantidade de carga que atravessa a secção transversal de um condutor a cada segundo. 
Figura 2 – Corrente Elétrica
Fonte: R7 – Conhecimento Científico.
De acordo com o sistema internacional de unidades, a carga elétrica é medida em A.s (amperes vezes segundos), tal unidade, por sua vez, é chamada de coulomb (C).
A corrente elétrica pode ser calculada pela razão entre o módulo da carga elétrica que atravessa um condutor pelo intervalo de tempo. 
Sendo:
i = Corrente elétrica [A];
 = Carga elétrica [C];
 = Instante de tempo [s].
Para obtermos o valor de Q, podemos utilizar: 
 = carga total que atravessa a seção S do fio [C]; 
 =número de cargas que atravessam a seção no intervalo de tempo;
 Módulo da carga elétrica [C]. 
Para o elétron o valor de e equivale a .
2.2.1. Tipos de Corrente Elétrica
· Corrente elétrica contínua
A corrente elétrica contínua é aquela na qual os elétrons são forçados a deslocar-se em sentido único. Isso não significa, entretanto, que todos os elétrons estejam movendo-se ordenadamente, pois na realidade o movimento das cargas elétricas é bastante caótico e lento. Isso é resultado das diversas colisões sofridas dos elétrons com a rede cristalina dos condutores enquanto arrastados pela ação de um campo elétrico externo.
· Corrente elétrica alternada
Na corrente elétrica alternada, o sentido do movimento dos elétrons é periodicamente invertido devido à uma inversão na polaridade do potencial que é aplicado ao condutor. Nesse tipo de corrente elétrica, os elétrons permanecem oscilando em torno da mesma posição, isso faz com que haja menos perdas de energia em razão do efeito Joule, transformação de energia elétrica em energia térmica. No Brasil, a frequência de oscilação da corrente elétrica alternada é de 60 Hz, isto é, os elétrons no interior dos fios movem-se em vai e vem cerca de 60 vezes por segundo.
3. CONCLUSÃO
Para o estudo da eletricidade existem duas importantes grandezas que são a Tensão (ddp) e a Corrente, além de outras como Potência e Resistência. A Tensão Elétrica ou Diferença de Potencial se trata da diferença de potencial elétrico entre dois pontos ou a diferença em energia potencial elétrica por unidade de carga elétrica entre dois pontos, enquanto a Corrente Elétrica é o fluxo ordenado de partículas portadoras de carga elétrica ou o deslocamento de cargas dentro de um condutor, quando existe uma diferença de potencial elétrico entre as extremidades e existem dois tipos de corrente, a continua e a alternada. 
Desse modo, foi possível compreender os conceitos relacionados a eletricidade como a Tensão (ddp) e a Corrente Elétrica, assim como a definição e o funcionamento dessas grandezas e o modo de calculá-las.4. DISCUSSÃO
Considerando que a passagem de corrente depende da diferença de potencial entre dois pontos de um fio, existe a possibilidade de haver corrente sem a existência de tensão elétrica? Ou tensão elétrica sem a existência de corrente? 
Sabendo que a Primeira Lei de Ohm afirma que U = R.I ou que a Resistência Elétrica é dada pela relação entre a Tensão Elétrica e a Corrente Elétrica. A existência de uma tensão e uma corrente implicam na existência de resistência entre os pontos no qual elas se situam? 
5. BIBLIOGRÁFIA
CONHECIMENTO CIENTÍFICO. “Corrente Elétrica, o que é? Definição, tipos de corrente e como calcular”; R7 – Conhecimento Científico. Disponível em < https://noticias.r7.com/hora-7/conhecimento-cientifico/corrente-eletrica-o-que-e-definicao-tipos-de-corrente-e-como-calcular-15052020>. Acesso em 05 de dezembro de 2020. 
DOCSITY. “Potencial Elétrico e Exercícios”; Docsity – Centro Universitário Norte. Disponível em <https://www.docsity.com/pt/potencial-eletrico-e-exercicios/5046396/ >. Acesso em 05 de dezembro de 2020. 
FÍSICA 2.0. “Aula 01 – Corrente Elétrica”; 2017 (27m44s). Disponível em <https://www.youtube.com/watch?v=jAl-EaUwKnc&ab_channel=F%C3%ADsica2.0>. Acesso em 05 de dezembro de 2020. 
HELERBROCK, Rafael. "Corrente elétrica"; Brasil Escola. Disponível em: <https://brasilescola.uol.com.br/fisica/corrente-eletrica.htm>. Acesso em 05 de dezembro de 2020.
HELERBROCK, Rafael. "Tensão elétrica"; Brasil Escola. Disponível em: <https://brasilescola.uol.com.br/fisica/tensao-eletrica.htm>. Acesso em 05 de dezembro de 2020
MAIS, Física. “Corrente Elétrica e Tensão | Qual a diferença?”. 2017 (11m00s). 
Disponível em <https://www.youtube.com/watch?v=ZZmR67hSA68&ab_channel=F%C3%ADsicaMais>. Acesso em 05 de dezembro de 2020.
PURA, Física. “Física - Eletrodinâmica: corrente elétrica”; 2016 (9m49s). Disponível em < https://www.youtube.com/watch?v=G_DMTk29G64&list=PLrzM0kp41yoE9OFx2Te_2ApWmDA7rRn_x&index=1&ab_channel=PuraF%C3%ADsica>. Acesso em 05 de dezembro de 2020.
YOUNG, H. D., FREEDMAN, R. A. Física III, Sears e Zemansky: eletromagnetismo. Pearson: São Paulo, 2015.