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CIRCUITOS ELÉTRICOS A (AULA 1)
INTRODUÇÃO A ELETRICIDADE
Professor: Paulo Cícero Fritzen
E-mail: [email protected]
Universidade Tecnológica Federal do Paraná - Departamento Acadêmico de Eletrotécnica
Curso de Engenharia Industrial Elétrica - Ênfase em Eletrotécnica
CIRCUITOS ELÉTRICOS A (AULA 1)
Introdução, dados históricos (Eletricidade e Magnetismo)
ELETRICIDADE
Observação: Um pequeno pedaço de âmbar quando atritado com a
pele atraia pequenos fragmentos de palha
600 - A.C. Tales de Mileto
Âmbar – Resina Fóssil proveniente
de uma espécie extinta de pinheiro
Dizemos que o âmbar adquiriu uma carga elétrica (Elétrica deriva-se da
palavra grega Elektron, que significa âmbar)
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CIRCUITOS ELÉTRICOS A (AULA 1)
Introdução, dados históricos (Eletricidade e Magnetismo)
MAGNETISMO
Observação: Certas pedras encontradas na natureza eram capazes de
atrair o ferro
2000 - A.C. – pastores de ovelhas
Magnetitas– Imãs permanentes
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ELETROMAGNETISMO
ELETRICIDADE +
MAGNETISMO
Em 1820 Oersted observou a influência de uma
corrente elétrica em uma bússola
“Surgiu a nova ciência do Eletromagnetismo”
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Um pouco de história ...
Ampère, Faraday, Lenz e outros, lograram uma descrição
essencialmente completa da ação magnética da corrente
Maxwell ( 1831-1879)
 Formulou matematicamente as leis do eletromagnetismo
(Equações de Maxwell)
 Descobriu que a luz é de natureza eletromagnética e que sua
velocidade pode ser determinada por meio de medidas elétricas e
magnéticas
Óptica relacionada com o Eletromagnetismo
Ondas Eletromagnéticas (rádio)
1° Sistema Elétrico (geração, transmissão e carga) foi
desenvolvido em 1882, Nova York (Thomas Edison)
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Carga Elétrica e Matéria
CARGA ELÉTRICA
Verifica-se a presença da carga elétrica através da
existência de forças atrativas e repulsivas entre as
mesmas
Constatou-se que um pedaço de âmbar atritado
com a pele atraia pedaços de papel
“Âmbar adquiriu uma carga elétrica”
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CARGA ELÉTRICA
Experimentalmente verificou-se a existência de
duas espécies de cargas elétricas
Experiência de atrito:
- 2 bastões de vidro com seda
-2 bastões de plástico com pelo animal
Resultados:
- 2 bastões de vidro se repelem
- 2 bastões de plástico se repelem
- Bastão de vidro atrai bastão de plástico
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CARGA ELÉTRICA
 Cargas de sinais iguais se repelem e de sinais
diferentes se atraem
A razão de semelhança é devido ao tipo (sinal) e não a quantidade
 Benjamin Franklin Convencionou
Carga positiva – bastão de plástico e na seda
Carga negativa – bastão de vidro e no pelo
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CIRCUITOS ELÉTRICOS A (AULA 1)
CARGA ELÉTRICA
MATÉRIA
ÁTOMOS
{
Nêutron ( )
Próton ( + )
Elétron ( - )
 A matéria em seu estado normal contém quantidades iguais de
cargas elétricas positivas e negativas
 Material carregado positivamente ou negativamente - em termos
de carga líquida
 O processo de fricção, ou atrito, não cria cargas, mas apenas as
transfere de um material para outro
“Fricção funciona como uma fonte de energia elétrica”
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CARGA ELÉTRICA - Propriedade
 A carga é quantizada:
“A experiência mostrou que o fluído elétrico não é contínuo, mas sim
constituído de um múltiplo inteiro de uma certa quantidade mínima de carga
elétrica (carga fundamental)”
Carga fundamental (e) = carga elétrica de um elétron (ou de um próton)
-19
e = 1,6021892 x 10
C (Coulomb)
- Qualquer quantidade de carga “q”, existente na natureza, pode ser
expressa como:
“q = ne” (sendo n um número inteiro positivo ou negativo)
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Princípio de Conservação da Carga Elétrica
 No princípio a carga era considerada um fluído
 Teoria atômica da matéria mostrou que todos os elementos da
natureza não são contínuos mas sim formados por átomos
 Processo de Fricção
O processo de fricção, ou atrito, não cria cargas, mas apenas as transfere
de um material para outro.
“A soma algébrica de todas as cargas elétricas existentes em um sistema
isolado* permanece sempre constante”
“ As cargas elétricas não são criadas nem destruídas ”
* Sistema isolado – nenhuma matéria atravessa os limites do sistema
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TIPOS DE MATERIAIS
Dependendo do comportamento das cargas elétricas
nos materiais, podemos classificá-los em:
1. Condutores
2. Isolantes (dielétricos)
3. Semicondutores
- Nos condutores as cargas elétricas podem mover-se
livremente no material (ao contrário do que ocorre nos
isolantes)
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CIRCUITOS ELÉTRICOS A (AULA 1)
TIPOS DE MATERIAIS
Exemplo:
1. Condutores: metais (cobre,prata, alumínio), eletrólitos
etc.
2. Isolantes: vidro, borracha, etc.
3. Semicondutores: silício, germânio, etc.
 Para entender perfeitamente as diferenças entre condutores,
isolantes e semicondutores é necessário lançar mão da Física
Quântica
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CIRCUITOS ELÉTRICOS A (AULA 1)
Observações
Observação 1: A terra é condutora e por ser
extremamente grande, pode funcionar como uma
“fonte” (ou“consumidora”) inesgotável de elétrons
Observação 2: A natureza procura sempre se manter
em equilíbrio (doa elétrons em excesso)
“Indução funciona como uma fonte de energia elétrica”
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