6a.aulacorrente

CORRENTE E RESISTENCIA ELÉTRICA
Eletrodinâmica: Cargas em movimento.
Movimento dos elétrons
Nos metais, os elétrons das últimas camadas são fracamente
ligados a seu núcleo atômico, podendo facilmente locomover-se
pelo material. Geralmente, este movimento é aleatório, ou seja,
desordenado, não seguindo uma direção privilegiada.
Movimento desordenado de elétrons (elétrons livres num condutor
metálico)
O condutor está em equilíbrio eletrostático, mesmo potencial ( V =
0) E = 0
Corrente Elétrica: Definição: É o movimento ordenado de cargas
elétricas.
Para que ocorra o movimento ordenado de cargas elétricas deve
haver uma força (Energia) direcionando este movimento.
Sistemas que induzem movimento dos elétrons (Fontes)
Pilhas, Baterias, Energia Elétrica, etc.
São sistemas que induzem uma diferença de potencial dando origem
a um campo elétrico interno. Este campo elétrico tende o deslocar
os elétrons em uma mesma direção.
Exemplos de corrente elétrica:
• relâmpagos
• impulso nervoso
• corrente nos fios
• corrente devido à bateria
Tipos de condutores de corrente elétrica
Sólidos: elétrons livres (-) e Lacunas (+)
Líquidos: íons positivos e negativos
Gasosos: íons positivos e negativos e elétrons
INTENSIDADE DE CORRENTE ELÉTRICA
É a quantidade de carga elétrica que atravessa a seção reta
de um condutor por unidade de tempo.
q
i=
t
ou
i=
dq
dt
onde: i - é a corrente elétrica,
q - é a carga e,
t - é o tempo (intervalo).
Para um intervalo de tempo de 0 a t.
 dq =  idt
t
q=
 idt
0
Unidade de medida da corrente elétrica.
i=
q  C 
 
t  S 
= 1 Ampére (A)
q e t são grandezas escalares, portanto a corrente (i)
também é.
Conservação da Carga Elétrica
i1
i0
i0 = i1 + i2
i2
Direção e Sentido da Corrente Elétrica
Seja um condutor com corrente elétrica positiva e negativa.
i
O sentido da corrente é o sentido da carga positiva
Tipos de Corrente Elétrica
Densidade de corrente Elétrica
É a corrente elétrica por unidade de área
A
i
J=
i
A

+
E
i=
 Jds
Onde : i é a corrente elétrica, A é a área da seção reta do
condutor e J é a densidade.
Unidade de medida: J =
i  A 
 2
A  cm 
Densidade de Corrente e a Velocidade de Deriva
Seja um segmento de condutor, L,
Suponha que existam ‘n’ elétrons por unidade de volume; esta é a
densidade de portadores do material. Portanto, a densidade de
cargas no condutor será ‘n e’, e a carga total no segmento de
condutor será
Δq = neAL
Um elétron percorrerá este segmento no intervalo de tempo
Δt = L/Vd
onde Vd é a velocidade de deriva. Da definição de corrente, obtémse
i = Δq/Δt = neAVd
Da definição de densidade de corrente, obtém-se
J = neVd
RESISTÊNCIA E RESISTIVIDADE ELÉTRICA
Aplicando uma diferença de potencial (V) entre os terminais de
duas barras geometricamente iguais, feita de materiais
diferentes.
cobre
vidro

Observa-se duas correntes elétricas, tal que iC iV
Os materiais apresentam resistências diferentes à passagem da
corrente elétrica
Os obstáculos impostos ao movimento eletrônico, são todos
representados por uma propriedade mensurável, denominada
resistência, e é definida pela relação
R = V/i

Unidade de medida R = V/I

(V/A) = Ω
RESISTOR
É um condutor com uma resistência definida.
Símbolos:
Resistor fixo
Resistor variável
Exemplos de resistores
Exemplos de resistores
Tipos de resistores : fio, carvão, cerâmica, etc.
Aplicação : Chuveiro e torneira elétrica
Lâmpada, fornos
Componentes de equipamentos eletrônicos
Resistividade
=
E
J
campo elétrico por densidade de energia
unidade de medida (m )
Condutividade
1 
δ =  
 m
Cálculo da Resistência
Seja dado um condutor:
L
i
A
V
Sabemos:
i
J

Densidade de corrente
(1)
A
Campo elétrico
Resistividade
V
E
L
(2)
E

J
Portanto, resistência:
L
R
A
Resistividade varia com a Temperatura
  0  0 T  T0 
onde: T0 – temperatura de referência
0 – resistividade em t0
 - coeficiente de temperatura de resistividade.
ou
R  R0  R0 T  T0 
R - resistência
Lei de Ohm
Costuma-se afirmar, equivocadamente, que a lei de Ohm é
V
expressa pela eq. R 
i
Na verdade, esta equação representa simplesmente a definição de
resistência. O que a lei de Ohm diz é que para alguns materiais,
ditos materiais ôhmicos, a razão entre ‘V’ e ‘i’ é constante.
Resistor não Ôhmico gráfico de V x I
Para se produzir uma corrente elétrica, há que se produzir
um fluxo de cargas elétricas; no caso mais geral de metais
condutores, isto significa produzir fluxo de elétrons. Isso é
feito às custas da energia de uma fonte; no caso mais
simples, uma bateria. Se uma carga dq é transportada de A
para B, no condutor da Figura abaixo, a bateria terá que
fornecer uma energia
dU = dqVAB = idtVAB
Por definição, a potência é dada por
Lembrando que i= dq/dt
Fazendo uso da relação V=Ri, chega-se a uma relação bastante
conhecida
P = Ri2 ou
V2
P
R
Unidade de Medida P – Watts (W)
V1
V2
V = V1 + V2 + V3
V1 = R1.i, V2 = R2.i e V3 = R3.i
V= R.i = R1.i + R2.i + R3.i = (R1 + R2 + R3).i
R = R1 + R2 + R3 = Σ Rn
( n= 2, 3, 4,....)
V3
Associação de resistores em paralelo
V= R1.i1, V= R2.i2, V= R3.i3
i = i1 + i2 + i3
V V V V



R R1 R2 R3
1 1
1
1
1




R R1 R2 R3
R