AULA 6- Eletricidade e Seus Conteitos

CURSO: Engenharia Civil
DISCIPLINA: Tópicos de Física Geral e Experimental
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PROFº: MSc. Demetrius Leão
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ESTRUTURA ATÔMICA
Prótons (p+)
Nêutrons (n0)
Elétrons (e-)
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ESTRUTURA ATÔMICA
Principais características dos átomos
• Cada átomo é composto de um núcleo positivamente carregado,
rodeado por elétrons negativamente carregados.
• Os elétrons de todos os átomos são idênticos. Cada um deles possui
mesma quantidade de carga negativa e a mesma massa.
• Prótons e nêutrons constituem o núcleo. Os prótons são cerca de 1800
vezes mais massivos do que os elétrons, mas carregam consigo a mesma
quantidade de carga positiva que os elétrons possuem de carga negativa.
Os nêutrons possuem uma massa ligeiramente maior do que a dos
prótons e não possuem carga elétrica.
• Normalmente, os átomos possuem o mesmo número de prótons e
elétrons, de modo que possuem carga elétrica líquida nula (átomo
neutro).
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ESTRUTURA ATÔMICA
Exemplo: O modelo de um átomo de hélio.
O núcleo atômico é formado por dois
prótons e dois nêutrons.
Os prótons positivamente carregados
atraem os dois elétrons
negativamente carregados.
A carga líquida deste átomo vale zero
e, portanto, este átomo está
eletricamente neutro.
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Carga elementar e Quantidade de Carga
Elétrica
• 1 carga elétrica elementar (e) = 1,6 x 10-19 C
(Coulomb).
• A quantidade de carga elétrica de um corpo é dada
pela expressão:
Q = +/- n . e
Onde:
Q – quantidade de carga elétrica.
e – carga elétrica elementar
+/- número de prótons ou elétrons em excesso
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Corpos neutros e corpos eletrizados
• Os objetos materiais são formados por átomos, o
que significa que eles são constituídos de elétrons e
prótons (e nêutrons).
• Um objeto neutro possui mesmo número de
elétrons e prótons.
• Um corpo eletrizado (ou eletricamente carregado)
apresenta um desequilíbrio nos números de
prótons e elétrons.
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Corpos neutros e corpos eletrizados
Corpo negativamente carregado: número de
elétrons superior ao número de prótons.
Corpo positivamente carregado: número de
prótons superior ao número de elétrons.
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Corpo eletricamente neutro
Corpo eletrizado positivamente
Corpo eletrizado negativamente
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O que é a Eletrostática?
A Eletrostática é a parte da física que estuda
as cargas elétricas em repouso.
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PRINCÍPIO FUNDAMENTAL DA ELETROSTÁTICA
• Corpos de sinais iguais se repelem.
• Corpos de sinais diferentes se atraem.
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CONDUTORES E ISOLANTES
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CONDUTORES E ISOLANTES
• Nos condutores, um ou mais dos elétrons das
camadas mais externas desses átomos não
estão firmemente presos aos núcleos. Estes
elétrons são também chamados de elétrons
livres.
• Em outros materiais, borracha e vidro, por
exemplo, os elétrons estão firmemente ligados
aos núcleos. Estes materiais são chamados de
isolantes.
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ELETRIZAÇÃO POR ATRITO
Tem-se a eletrização por atrito quando atrita-se dois corpos.
Exemplo: pegando-se um canudinho de refrigerante e atritando-o
com um pedaço de papel (pode ser higiênico), observa-se, através
de experimentos, que ambos ficam carregados com a mesma
quantidade de cargas, porem de sinais contrários (positiva e
negativa).
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ELETRIZAÇÃO POR INDUÇÃO
A indução ocorre quando se tem um corpo que está inicialmente eletrizado e é
colocado próximo a um corpo neutro. Com isso, a configuração das cargas do
corpo neutro se modifica de forma que as cargas de sinal contrário ao do bastão
tendem a se aproximar do mesmo. Porém, as de sinais contrários tendem a ficar o
mais afastadas possível. Ou seja, na indução ocorre a separação entre algumas
cargas positivas e negativas do corpo neutro ou corpo induzido.
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ELETRIZAÇÃO POR CONTATO
Quando dois corpos condutores entram em contato, sendo um neutro e outro
carregado, observa-se que ambos ficam carregados com cargas de mesmo
sinal. Exemplo: tendo-se um bastão carregado e uma esfera neutra
inicialmente, ao tocar-se as esferas com este bastão verifica-se que a esfera
adquire a carga de mesmo sinal daquela presente no bastão.
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O que é a Eletrodinâmica?
A Eletrodinâmica é a parte da física que
estuda as cargas elétricas em movimento.
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CORRENTE ELÉTRICA
• A corrente elétrica pode ser entendida como
sendo um fluxo ordenado de elétrons.
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Nos condutores, os
elétrons se movimentam
mais facilmente que nos
isolantes. Isso ocorre
porque nos metais, em
geral, existe uma grande
quantidade de elétrons
livres
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GERADORES ELÉTRICOS
Para se criar um fluxo ordenado de elétrons, devemos
ligar um condutor metálico aos terminais de um
gerador elétrico (pilhas, baterias, etc.). A função do
gerador é colocar os elétrons em movimento.
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Intensidade da corrente elétrica
i
Lembre-se:
• Q = n. e
• e = 1,6.10-19 C
Q
t
Q
i
t
Unidades SI:
• Q=> Coulomb [C]
• Δt => Segundo [s]
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Como podemos medir a corrente elétrica?
O amperímetro
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Exemplo:
Pela secção reta de um fio, passam 5,0.1018
elétrons a cada 2,0s. Sabendo-se que a carga
elétrica elementar vale 1,6.10-19C, quanto vale a
intensidade da corrente elétrica que atravessa
por esse condutor?
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Corente Contínua (CC) e Corrente
Alternada (CA)
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Quais são os elementos de um circuito simples?
• Fonte de tensão
• Resistores
• Fios de conexão
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Mas o que é um resistor?
Um resistor é um aparelho que transforma energia
elétrica em energia térmica. São diversos os
exemplos...
Quando uma corrente atravessa determinadas partes
de um circuito, há aquecimento das estruturas devido
às colisões dos elétrons com os átomos do material.
Esse aquecimento é conhecido como EFEITO JOULE.
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Em um circuito elétrico simples...
Podemos relacionar a intensidade
da corrente elétrica (i), a tensão
produzida pela fonte (U) –
também
chamada
força
eletromotriz (fem) - e a resistência
(R) que está conectada no circuito
pela 1ª Lei de Ohm:
U=Ri
UNIDADE DO SISTEMA INTERNACIONAL:
Ddp: volts (V)
Corrente elétrica: Ampères (A)
Resistência elétrica: Ohms (Ω)
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EXEMPLO: Um resistor de resistência elétrica
R= 6,0 Ω foi submetido a uma ddp de 24 V.
Qual foi a intensidade da corrente elétrica
que atravessou esse resistor?
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