Proposta de plano de estudo

Unidade 13 – Proposta de plano de estudo
1. Condutores em equilíbrio electrostático
Um condutor está em equilíbrio electrostático se nele não existir movimento ordenado de cargas
eléctricas.
Conceitos
 - densidade eléctrica
ler
pp.
exercícios
pp.
1.1.; 1.2.
203
1
208
Notas:
Q
  , condutor esférico com
s
distribuição uniforme de carga
E=
E – campo eléctrico à superfície
de um condutor
1.3.
205-206
2
209
V – potencial eléctrico à
superfície de um condutor
1.4.
207-208
3
209
C – capacidade eléctrica de um
condutor
1.5.
210-211
1, 2
211
Capacidade de um condensador
1.6., 1.7.,
1.8.
212-221
1.1.
230
2, 3
231
- Condensador esférico
- Condensador plano
Permitividade eléctrica do meio,
, e Permitividade relativa, r
Capacidade de uma associação de
condensadores
- em paralelo
- em série
1.9.
222
1.11.
225
Energia de um condensador
1.12.
228-229
1.2.
230
1
Q
,d>r
4  0 d 2
Ecentro = 0 V/m
1
= 9109 N m2 C-2
4  0
1 Q
V=
,d>r
4  0 d
1 Q
Vcentro =
4  0 r
Q
C=
(F, farad)
V
Ccondutor esférico = 40 r
Q
C = , Q: módulo da carga de
V
uma das armaduras
A
C= 
e
e – espessura do dieléctrico
e = r2-r1
A – área da superfície esférica
A
C= 
d
A – área da uma das armaduras
d – distância entre as armaduras

C
r 
 r 
0
C0
Ceq = C1 + C2 + C3 + ...
1/Ceq = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + ...
E = ½ Q V  E = ½ C V2
 E = ½ Q2 / C
Actividades de aplicação, pp. 233-234
Prof. Rosário Duarte
2. Cargas em movimento. Campo electromagnético.
Conceitos

Fe - força eléctrica a que uma
carga fica sujeita num campo

eléctrico E .

E – campo eléctrico criado por
uma carga pontual, q, num ponto

de vector posição r
Campo magnético criado por
ímans
ler
pp.
2.1.
236
exercícios
pp.
Notas:


Fe  q  E

E
2.1.
236

q r
4  0 r 2 r
1
1
= 9109 N m2 C-2
4  0
2.1.
Sentido das linhas de campo
magnético: do polo norte para o polo
sul.

236-238
Direccção e sentido de B : tangente às
linhas de campo e com o sentido delas.
Unidade SI: tesla, T
B
0
0 I
2 r
- permeabilidade magnética do
vazio
 0 = 4   10-7 Hm-1, H: henry ou
Campo magnético criado por uma
corrente em regime estacionário
Campo magnético criado por um
condutor circular, ou espira
circular
2.2.
2.10.
238-240
257-258
1., 2.
244
0
= 4   10-7 T m A-1
I – intensidade da c. Eléctrica, A
r ou d – distância do condutor ao
ponto considerado, m
Linhas de indução do campo
magnético: são circunferências num
plano perpendicular ao condutor, cujo
sentido é dado pela regara da mão
direita, p.e.
B
2.2.
241
3.
245
0 I
2 r
r – raio da espira, m
B  0
Campo magnético criado por um
solenóide
2.2.
N – n.º total de espiras
L – comprimento do solenóide
Sentido das linhas de campo: regra da
mão direita
242-243
(Solenóide: comporta-se como um íman)
Campo magnético criado por uma
carga pontual, q, em movimento

com a velocidade v

Fm - força magnética a que uma
2.3.
N
I
L
  q v r
B

4 r 2 r
 qv
B
sen 
2
4

r

r - vector posição do ponto
246
considerado
 - permeabilidade magnética do
meio
 =  r   0 (p. 258)
2.4.
247
1.
255
 
 - ângulo entre v e r



Fm  q v  B (prod. vectorial, p.22)
Prof. Rosário Duarte

 
Fm  q v B sen 
 
 - ângulo entre v e B
partícula em movimento fica
sujeita quando entra num campo

magnético, B
Campo electromagnético
Força electromagnética
2.5.
2.5.
Caracteriza-se, em cada ponto, pelos
vectores campo eléctrico e campo
magnético.
248-249



Fem  Fe  Fm


 
Fem  q  E + q v  B

 
Fm  I    B

 
Fm  I   B sen 
248-249
I – intensidade da corrente
Acção de um campo

magnético, B , sobre um elemento 2.6., 2.7.
de corrente

  - vector deslocamento da carga
249-250
2.
255
eléctrica no interior do fio condutor,
mas no sentido convencional

  - valor do deslocamento das
cargas, que é o comprimento do fio
condutor
 - ângulo formado entre o fio

condutor e o B .

B como campo não conservativo
2.8.
251
Trajectória rectilínea:


v paralelo a B ;
Movimento de cargas eléctricas,
animadas de velocidade

constante, v , que entram num

campo magnético uniforme, B
Fm = 0 N;
Trajectória circular:
2.9.
252-255
3.
256

v

perpendicular a B ;
Fm = Fn; em que
an 
v2
r
Trajectória helicoidal:


v e B são oblíquos.
Interacção entre duas correntes
eléctricas que percorrem dois
condutores rectilíneos e paralelos
2.12.
259-261
1.
2.
262
263
A força magnética, que cada condutor
rectilíneo sente, tem direcção
perpendicular à do condutor.
Correntes eléctricas paralelas com
igual sentido atraem-se, com sentidos
opostos repelem-se.
Se os condutores tiverem igual
comprimento,  , as forças magnéticas
terão igual norma:

 I I
Fm  0 1 2 
2 d
d – distância entre as duas correntes
 - comprimento do condutor.
Definição de ampére (A)
2.13.
262
O ampére é a intensidade da
corrente constante que percorre
cada um de dois condutores
rectilíneos e paralelos, colocados
no vazio à distância de 1 m, e que
produz entre eles uma força
magnética de 210-7 N, por cada
metro de comprimento.
Actividades de aplicação, pp. 264-265
Prof. Rosário Duarte