Eletricidade Aplicada - aula 2

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Eletricidade Aplicada
Aula 2
Professor: Marcus Moreira
TENSÃO ELÉTRICA (V)
Tensão Elétrica é a força, ou pressão elétrica, capaz de movimentar elétrons ordenadamente num condutor.
Diferença de potencial elétrico (d.d.p.).
Ligando-se os corpos A e B com um condutor, o ”potencial elétrico” de A empurra os elétrons para B, até que se igualem os potenciais.
Esse fluxo ou corrente de elétrons continuará, enquanto as cargas positivas e negativas forem mantidas nos extremos do fio (carga de sinal contrário).
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Resistência Elétrica é a posição que um material oferece à passagem da corrente elétrica.
O filamento da lâmpada gera uma resistência, pois causa uma dificuldade no fluxo dos elétrons, ocasionando o efeito Joule .
1ª lei de Ohm 
Em um condutor ôhmico mantido à temperatura constante, a intensidade de corrente elétrica é proporcional à diferença de potencial aplicada entre seus terminais. Essa constante recebe o nome de RESISTÊNCIA ELÉTRICA. Observe que quanto maior a resistência menor é a corrente estabelecida no condutor e vice-versa. 
Condutor ideal 
Condutor ideal seria o condutor que não apresentasse resistência elétrica à passagem da corrente elétrica. Em situações em que o condutor tem uma resistência muito baixa, podemos desprezá-la (exemplo no caso de instalações elétricas residenciais).
Condutor ideal 
É uma medida da oposição ao movimento dos portadores de carga, ou seja, a resistência elétrica representa a dificuldade que os portadores de carga encontram para se movimentarem através do condutor. Quanto maior a mobilidade dos portadores de carga, menor a resistência elétrica do condutor. Quando o condutor tem a finalidade exclusiva de produzir a energia térmica(efeito joule) então o condutor é chamado de RESISTOR.
 Resistência elétrica (R) - Resistores
RESISTOR 
R = 0
R
2ª lei de Ohm 
 
Exemplo: Utilizando um multímetro, percebemos que uma corrente 6A de  está passando por um fio de cobre de  de comprimento de 2m, quando aplicada nele uma tensão de 1,5v . Conhecendo-se a resistividade do cobre ( ), calcule a área da seção transversal desse fio.
De acordo com a Primeira Lei de Ohm:
ou
R:
 Resistores – utilizados nos aparelhos eletrônicos
Imagem: Resistores / Omegatron / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.
	Cor	1ª Faixa	2ª Faixa	3ª Faixa
	Multiplicador	Tolerância
	Preto	0	0	0	x1Ω	
	Marrom	1	1	1	x10Ω	+/- 0,1%
	Vermelho	2	2	2	x100Ω	+/- 0,2%
	Laranja	3	3	3	x1KΩ	
	Amarelo	4	4	4	x10KΩ	
	Verde	5	5	5	x100KΩ	+/- 0,5%
	Azul	6	6	6	x1MΩ	+/- 0,25%
	Violeta	7	7	7	x10MΩ	+/- 0,1%
	Cinza	8	8	8		+/- 0,05%
	Branco	9	9	9		
	Dourado				x 0,1Ω	+/- 5%
	Prateado				x 0,01Ω	+/- 10%
CIRCUITO ELÉTRICO 
Carga
Fonte
condutor
Tensão Elétrica:
Símbolo é o ( V ), podendo também ser o ( U ) ou ( E );
A unidade é o Volt ( V );
Corrente Elétrica: 
Símbolo é o ( I ) - Intensidade de corrente;
A unidade é o Ampére ( A );
Resistência Elétrica: 
Símbolo é o ( R ); 
A unidade é o Ohm (  ); 
SÍMBOLOS E UNIDADES DE MEDIDA
ILUSTRAÇÃO DOS FENÔMENOS
Potência dissipada num resistor
O que fazer para ligar uma lâmpada de tensão menor que a da rede sem queimá-la?
A solução é fazer a corrente elétrica transformar uma parte da energia recebida em calor (dissipar energia) de forma que o restante seja suficiente para que a lâmpada funcione nos seus valores nominais.
BATERIA
Potência dissipada num resistor
 
Exemplo: Uma lâmpada incandescente (de filamento) apresenta em seu rótulo as seguintes especificações: 60 W e 120V. Determine:
a) a corrente elétrica i que deverá circular pela lâmpada, se ela for conectada a uma fonte de 120V.
b) a resistência elétrica R apresentada pela lâmpada, supondo que ela esteja funcionando de acordo com as especificações.
a) Os dados do exercício são a potência elétrica e a tensão elétrica da lâmpada.
P = 60 W
U = 120V
P = U.i
i = P / U
i = 60 / 120
i = 0,5 A
b) Agora que temos a corrente elétrica utilizamos a equação do resistor para encontrarmos o valor da resistência elétrica.
U = R.i
R = U / i
R = 120 / 0,5
R = 240Ω
Energia elétrica
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O “consumo”de energia determina-se utilizando a seguinte expressão:
Energia elétrica consumida pelo aparelho
Potência elétrica do aparelho
Intervalo de tempo de funcionamento do aparelho
Unidades no Sistema Internacional:
Energia elétrica utilizada (E) KW h
 
Potência elétrica (P) watt (W) = KW
Intervalo de tempo de funcionamento (∆t) horas (h)
Título da Aula
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 O kWh é a energia elétrica consumida durante uma hora de funcionamento por um aparelho cuja potência média é 1 kW:
 O kWh (quilowatt-hora) é a unidade prática de energia, usada para exprimir o “consumo” de energia elétrica.
E consumida = P × ∆t
E consumida = 1,2 kW × 5 h E consumida = 6 kWh
Custo = 6 kWh × 0,50 Custo = R$ 3,00
Exemplo: Considere um aquecedor eléctrico de resistências, com 1200 W de potência, ligado num fim-de-semana durante 5 horas. Qual o custo da energia eléctrica consumida pelo aquecedor (considere que 1 kWh custa cerca de R$ 0,50)?
16. (Enem 2010) A energia elétrica consumida nas residências é medida, em quilowatt-hora, por meio de um relógio medidor de consumo. Nesse relógio, da direita para esquerda, tem-se o ponteiro da unidade, da dezena, da centena e do milhar. Se um ponteiro estiver entre dois números, considera-se o último número ultrapassado pelo ponteiro. Suponha que as medidas indicadas nos esquemas seguintes tenham sido feitas em uma cidade em que o preço do quilowatt-hora fosse de R$ 0,20.
O valor a ser pago pelo consumo de energia elétrica registrado seria de 
a) R$ 41,80. 
b) R$ 42.00. 
c) R$ 43.00. 
d) R$ 43,80. 
e) R$ 44,00. 
Atual  2.783 kWh;
Mês passado  2.563 kWh.
O consumo mensal (C) corresponde à diferença entre as leituras
C = 2.783 – 2.563 = 220 kWh.
O valor a ser pago (V) é, então:
V = 220  0,20 = R$ 44,00.
Questão 02 - Uma plaqueta presa a um aparelho elétrico indica (840 W – 120 V). Supondo que seja ligado corretamente, o valor da corrente que o atravessa e o valor da energia elétrica que consome por hora será, respectivamente de:
a) 5 A e 0,72 kWh
b) 2 A e 0,84 kWh
c) 7 A e 0,84 kWh
d) 7 A e 0,54 kWh
Questão 01 - Antes de comprar um chuveiro elétrico para instalar em sua residência, um chefe de família levantou os seguintes dados: 
potência do chuveiro = 2.400 W 
tempo médio de um banho = 10 min 
n° de banhos por dia = 4 
preço do kWh = R$ 0,20
Com esses dados, chega-se à conclusão de que o custo mensal de energia elétrica para utilização do chuveiro será:
R$ 12,10 b) R$ 9,60 c) R$ 8,40 d) R$ 7,20
3 - Qual a potência e a energia consumidas de uma linha de 110V por um ferro elétrico de 22Ω em 3 horas? 
4 - Um eletrodoméstico trabalha com uma tensão de 120V e possui uma resistência de 18Ω. Sabendo que ele foi utilizado por um período de 10 horas e que o custo por kilowatt-hora é de R$ 3,00, qual será o valor a ser pago para a concessionária de energia? 
5 - Num escritório são instalados 10 lâmpadas de 100W, que funcionarão, em média, 5 horas por dia. Ao final do mês, à razão de R$ 0,12 por kWh, o valor da conta será: a) R$ 28,00 b) R$ 25,00 c) R$ 18,00 d) R$ 8,00 e) n.d.a.
6 - Um chuveiro elétrico, ligado em média uma hora por dia, gasta R$ 10,80 de energia elétrica por mês. Se a tarifa cobrada é de R$ 0,12 por quilowatt-hora, então a potencia desse aparelho elétrico é: a) 90W b) 360W c) 2.700W d) 3.000W e) 10.800W
7 - Uma lâmpada incandescente quando conectada a uma fonte de tensão de 120V recebe 40W de potência. Qual é o valor da corrente na fonte de tensão? 
8 - Calcule qual o custo de se manter a lâmpada da questão 7 ligada por 10 horas quando a energia elétrica custa 30 centavos de real/(kWh) 
9) (SpeedSoft-2001) Um resistor ôhmico é percorrido por uma corrente elétrica de 5,0 A, quandosubmetido à uma d.d.p. de 100 V. Determine: 
a resistência elétrica do resistor
b) a corrente que atravessa este resistor quando submetido à uma d.d.p. de 250 V 
c) a d.d.p. que deve ser aplicada neste resistor para que a corrente que o percorre tenha intensidade de 2,0 A. 
10) (SpeedSoft-2001) Uma lâmpada possui uma resistência elétrica de 27,5 Ω. 
que corrente elétrica atravessa essa lâmpada quando submetida a uma d.d.p. de 110 volts? 
b) quantos elétrons passam pela lâmpada em 1 segundo? (Dado: carga do elétron 1,6 x 10-19 C) 
c) que carga passará pela lâmpada se ela permanecer ligada por 1 hora ? 
GABARITO
1- B 
2- C
3- 550W/1,65Kwh
4- R$24,00
5- C
6- D
7- 0,33A
8- R$0,12
9) a) R = 20 Ω b) i = 12,5 A c) U = 40 V 
10) a) i = 4A b) n = 2,5.10^19 elétrons c) Q = 14400 C
t
P
E
D
´
=
t
P
E
D
´
=
h
KW
KWh
1
1
1
´
=