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FENÔMENOS ELÉTRICOS, MAGNÉTICOS E OSCILATÓRIOS Prof. Samuel Caldeira FENÔMENOS ELÉTRICOS MAGNÉTICOS E OSCILATÓRIOS Samuel Caldeira- às terças-feiras Douglas Carvalho - às quintas-feiras Apresentações; Horários; Sobre a UC; Distribuição de pontos; Introdução Hoje Samuel Caldeira – às terças-feiras UNIDADE CURRICULAR – FENÔMENOS ELÉTRICOS MAGNÉTICOS E OSCILATÓRIOS Douglas Carvalho - às quintas-feiras Vamos aprender fazendo!!! Horários das aulas Tópicos geradores ✓ Eletrostática; ✓ Eletrodinâmica; ✓Circuitos em Corrente Contínua; ✓Magnetostática; ✓ Lei de Faraday; ✓Oscilações Elétricas; ✓Circuitos em Corrente Alternada UNIDADE CURRICULAR – FENÔMENOS ELÉTRICOS, MAGNÉTICOS E OSCILATÓRIOS O QUE VAMOS ABORDAR E APRENDER??? Metas de compreensão • Compreender os fundamentos da eletrostática • Entender os conceitos da eletrodinâmica • Utilizar os princípios da eletrostática e da eletrodinâmica na resolução de circuitos elétricos • Aprender o conceito de campo magnetostático. • Compreender o princípio de funcionamento de um motor de corrente contínua. e filtros Metas de compreensão • Entender a Lei de Faraday e sua importância na geração de energia. • Compreender o regime permanente senoidal. • Resolver circuitos elétricos em CA. • Analisar o comportamento oscilatório de um circuito LC e RLC. • Compreender transformadores e filtros VAMOS APRENDER E PRATICAR !!!! • Carga elétrica e campo elétrico. • O potencial eletrostático. Capacitores. • Corrente e resistência elétrica • Circuitos elétricos em corrente contínua. • Campo magnetostático. • Lei de Faraday. QUAL É A EMENTA DA UC??? • Geradores e Motores. • Indutores. • Oscilações eletromagnéticas. • Circuitos em corrente alternada. • Transformadores. • Aplicações com filtros e circuitos retificadores. Livros e Material Didático Material disponibilizado pelo professor HALLIDAY, David et al. Fundamentos de física, volume 3: eletromagnetismo. 10. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2016.Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788521632092. TIPLER, Paul Allen. Física para cientistas e engenheiros: volume 2: eletricidade e magnetismo, óptica. 6. ed. Rio de Janeiro LTC, 2009. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-216-2622-0. Livros e Material Didático • SERWAY, Raymond A.; JEWETT JR, John W. Princípios de física, v.3: eletromagnetismo. 3. ed. São Paulo: Cengage Learning, 2014. Livro digital. CAPUANO, Francisco Gabriel; MARINO, Maria Aparecida Mendes. Laboratório de eletricidade e eletrônica. 24. ed. São Paulo: Erica, 2009. Livro digital. Distribuição de pontos Avaliação Descrição Valor Data A1 Avaliação dissertativa em que o aluno demonstrará habilidades na expressão da linguagem, códigos e signos da área. 30 pontos 20 a 25/04 A2 Avaliação com questões de múltipla escolha em que o aluno demonstrará habilidades de leitura, interpretação, análise de informações e estabelecimento de relações. 30 pontos 24 a 30/06 A3 Avaliação de desempenho como resultado do processo composto por uma variedade de feedbacks para o atingimento das metas de compreensão e a concretização dos desempenhos parciais e consequente construção do desempenho final. 40 pontos Até 13/07 Critérios de atribuição da nota final e de aprovação ✓A nota final será a soma das notas da A1, A2 e A3 (A1+A2+A3) ✓Para aprovação, a nota final deverá ser igual ou maior que 70. • O aluno que tiver nota inferior a 70 pontos poderá realizar a Avaliação Integrada (AI). • A AI valerá 30 pontos e a nota, se maior, substituirá a menor das notas entre a A1 e a A2. • Caso a nota da AI, por ser maior, substitua a nota da A1 ou da A2, a soma das três notas (A1+A2+A3) deverá ser 70 pontos ou mais, para a aprovação. • Se a nota da AI for inferior à nota da A1 e, também, da A2, não haverá substituição e o aluno estará reprovado na Unidade Curricular Avaliação Integrada Carga Elétrica e Campo Elétrico Eletricidade e nosso cotidiano Carga elétrica positiva e Carga elétrica negativa Interação entre as cargas elétricas Existem dois tipos de cargas elétricas: positivas e negativas. As cargas elétricas de mesmo sinal se repelem, e as cargas de nomes contrários se atraem. https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/balloons-and-static-electricity Processos de eletrização Eletrização por atrito • Os materiais podem ser eletrizados ao serem atritados com outros materiais Como saber qual material vai ser eletrizado? Qual carga possui maior mobilidade durante o processo de eletrização , a carga positiva ou a carga negativa ? Exercício 1 Exercício 2 Materiais Condutores Os sólidos que possuem elétrons livres em seu interior permitem o deslocamento de carga elétrica através deles, sendo, por esse motivo, denominados condutores de eletricidade. https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/build-an-atom Materiais Isolantes Os materiais isolantes apresentam baixa densidade de elétrons livres. Nesse tipo de material, a geração de elétrons livres demanda altíssima energia. https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/build-an-atom Aterramento de condutores metálicos Um objeto eletrizado, ao ser ligado à terra por meio de um condutor, perde sua carga, tornando-se neutro. (a) Negativamente carregado e (b) positivamente carregado. Eletrização por contato Eletrização por contato de um corpo neutro, A, e outro carregado negativamente, B. Indução e polarização Ao aproximarmos um objeto eletrizado de um condutor, observamos nesse condutor uma separação de cargas. Ao ser ligado à terra, o condutor que sofreu indução fica eletrizado negativamente, porque elétrons livres da terra passam para ele, neutralizando a carga positiva repelida pelo bastão. A carga negativa, induzida no condutor, distribui-se por sua superfície. Aplicações da Física • A força elétrica é proporcional as cargas. Força elétrica A força de interação entre duas cargas puntuais, separadas por uma distância r, é diretamente proporcional ao produto dessas cargas. Uma carga puntual é aquela que está distribuída em um objeto cujas dimensões são desprezíveis em comparação com as demais dimensões envolvidas no problema. Força elétrica Força elétrica – Lei de Coulomb Força elétrica A intensidade das forças elétricas responsáveis pela estrutura cristalina em sólidos iônicos como o cloreto de sódio (NaCl). A partir da tabela acima é possível verificar como o meio material influencia na interação das cargas elétricas. Força elétrica Exercício 0 VAMOS PRATICAR!!! (CESGRANRIO) A lei de Coulomb afirma que a força de intensidade elétrica de partículas carregadas é proporcional: I. às cargas das partículas; II. às massas das partículas; III. ao quadrado da distância entre as partículas; IV. à distância entre as partículas. Das afirmações acima a) somente I é correta; b) somente I e III são corretas; c) somente II e III são corretas; d) somente II é correta; e) somente I e IV são corretas. Exercício 1 Uma carga pontual positiva, Q1 = 0,23 μC, é colocada a uma distância r = 3,0 cm de outra carga também pontual, negativa, Q2 = -0,60 μC. a) Supondo que as cargas Q1 e Q2 estejam no ar, calcule o valor da força F1 que Q2 exerce sobre Q1. b) O valor da força F1 que a carga Q1 exerce sobre a carga Q2 é maior, menor ouigual ao valor de F2? c) Se as cargas Q1 e Q2 estivessem mergulhadas em benzeno, qual seria o módulo de atração entre elas? Exercício 2 Estando duas cargas elétricas Q idênticas separadas por uma distância de 4m, determine o valor destas cargas sabendo que a intensidade da força entre elas é de 200 N. Exercício 3 Uma esfera recebe respectivamente cargas iguais a 2 μC e -4 μC, separadas por uma distância de 5 cm. a) Calcule o módulo da força de atração entre elas. b) Se colocarmos as esferas em contato e depois as afastarmos por 2 cm, qual será a nova força de interação elétrica entre elas?
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