Bacharelado em Engenharia Civil

05/02/2013
Bacharelado em Engenharia Civil
Disciplina: Física III
Profa.: Drd. Mariana de F. G. Diniz
Plano de Curso
 Etapa
1: Avaliações; Trabalhos e
Participação totalizando 100 (cem)
pontos;
 Etapa
2: Avaliação; Trabalhos e
Participação totalizando 70 (setenta)
pontos;
Avaliação Multidisciplinar 30 (trinta)
pontos.
05/02/2013
1ª Etapa:
 Avaliação 1 (40,0)
 Avaliação 2 (40,0)
 Atividades e Trabalhos (20,0)
2ª Etapa
 Avaliação 1 (50,0)
 Atividades e Trabalhos (20,0)
 Avaliação Multidisciplinar 30 (trinta)
pontos.
Critério de Avaliação e Aprovação
Para ser aprovado na disciplina,
o aluno deve ter frequência
mínima de 75% e rendimento
igual ou superior a 60 (sessenta)
pontos.
Quanto a entrega de trabalhos e
atividades:
• Só será aceito e corrigidos trabalhos e
atividades em papel branco folha A4 com
capa seguindo as normas da ABNT.
Divisão do Estudo
Eletrostática
Eletrodinâmica
Eletromagnetismo
Eletrostática
•
•
•
•
•
•
Conceito de Carga Elétrica.
Processos de eletrização.
Força Elétrica – Lei de Coulomb.
Campo Elétrico.
Potencial Elétrico.
Aplicações.
Eletrodinâmica
Corrente Elétrica - Conceitos.
Resistência Elétrica e Lei de Ohm.
Potência Elétrica e Associação de Resistores.
Geradores e Circuitos Elétricos.
Potência e Rendimento de um gerador.
Circuitos Elétricos de Corrente Contínua.
Magnetismo
• Campo Magnético.
• Corrente
Elétrica
Magnético.
• Lei
de
Faraday
Eletromagnética
• Lei de Lenz.
e
Campo
-
Indução
Referências Bibliográficas
BIBLIOGRAFIA BÁSICA
• RESNICK, Robert. HALLIDAY, David; KRANE, Kenneth S..
Física. Vol. 3. 5 ed. São Paulo: Livros Técnicos e
Científicos, 2008.
• YOUNG, Hugh D.; FREDMAN, Roger A. Física III:
Eletromagnetismo. 12 ed. São Paulo: Person, 2008.
• TIPLER, Paul A.; MOSCA, Gene. Física para cientistas e
engenheiros. Vol. 2. 6 ed. Rio de Janeiro: Livros
Técnicos e Científicos, 2009.
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR
• HEWITT, P. G. Física Conceitual. 9 ed.. Porto Alegre:
Bookman, 2002.
• ALONSO, Marcelo; FINN, Edward J. Física. São Paulo:
Addison Wesley, 1.999, Vol 2.
• NUSSENZVEIG, Moysés H. Física Básica. 4 ed. São
Paulo: Edgar Blücher, 1.996. Vol. 3.
• DURAN, José Henrique. Biofísica: fundamentos e
aplicações. São Paulo: Person Prentice Hall, 2003.
• GARCIA, Eduardo A. C. Biofísica. São Paulo: Sarvier,
2002.
Eletricidade
Uma mente que se abre para uma
nova ideia, jamais retorna ao seu
estado original.
Albert Einstein
Um pouquinho de história...
600 a.C - Tales de Mileto: o âmbar quando
atritado atrai materiais leves.
Âmbar
Um pouquinho de história...
 1600 - William Gilbert: interpreta o magnetismo
terrestre.
 1672 - Guericke: Invenção da 1ª máquina eletrostática.
Um pouquinho de história...
1785 - Charles A. Coulomb: mede a força de
atração e repulsão entre cargas elétricas.
1800 - Alessandro Volta: invenção da Pilha.
1820 - Oersted: descobre o efeito magnético da
corrente elétrica.
Um pouquinho de história...
1825 - Ampère: Lei que governa a interação
entre os imãs e correntes elétricas.
1827 - Ohm: Conceito de resistência elétrica de
um fio. Dependência entre diferença de
potencial e corrente.
Um pouquinho de história...
1831 - Michael Faraday: Desenvolve o 1° gerador
elétrico.
1831 – Joseph Henry: Cria o 1° motor elétrico.
1834 – Pouillet: cálculo da intensidade da
corrente em circuitos simples.
Um pouquinho de história...
 1864 – Maxwell: Teoria do Eletromagnetismo.
 1879 – Thomas Alva Edison: Inventa a lâmpada
elétrica.
 1887 - Hertz: Produz ondas eletromagnéticas em
laboratórios.
Cargas Elétricas
Conceito de carga elétrica
• É uma propriedade intrínseca da matéria,
responsável pelos fenômenos elétricos.
• A unidade de carga no SI é o Coulomb (C).
De onde vem a Carga Elétrica?
• Os materiais são constituídos por átomos, que por sua
vez são formados por prótons, elétrons e nêutrons.
• Convencionou-se que a carga do elétron é negativa (-), a
do próton positiva (+). Os nêutrons não possuem carga.
• Os prótons possuem carga positiva
exatamente igual à carga de um elétron.
05/02/2013
com
valor
Partícula
Carga (C)
Massa (Kg)
elétron
-1,6021917 x 10-19
9,1095 x 10-31Kg
próton
1,6021917 x 10-19
1,67261 x 10-27Kg
nêutron
0
1,67492 x 10-27Kg
Portadores de Carga
• Os portadores de carga elétrica são:
elétrons que transportam carga
negativa
• Íons - Cátions transportam cargas
positivas
- Ânions transportam cargas
negativas
Carga Elétrica Elementar
• Para um objeto ficar eletrizado com
carga total positiva ou negativa é preciso
que ele receba ou ceda elétrons.
• Os elétrons por terem maior mobilidade
são facilmente transferidos de um corpo
para outro.
Carga Elétrica Elementar
• A carga total de um objeto é sempre um
múltiplo inteiro da carga de um elétron.
• Este valor é conhecido como carga
elementar e seu valor é 1,602 X 10-19 C
Cálculo da Quantidade de Carga
Elétrica.
oA quantidade de carga elétrica transferida
entre os materiais pode ser calculada
usando-se a seguinte equação:
q = n.e
Onde:
q: quantidade de carga elétrica;
n: número de elétrons em excesso (-) ou em falta (+)
e: carga elementar do elétron (1,6X10-19 C)
EXERCÍCIOS
1)
Na eletrosfera de um átomo de magnésio
temos12 elétrons. Qual a carga elétrica de
sua eletrosfera?
2)
Na eletrosfera de um átomo de carbono
temos 6 elétrons. Qual a carga elétrica de
sua eletrosfera?
3)
Um corpo tem uma carga igual a -32. 10-6 C.
Quantos elétrons há em excesso nele?
Tipos de Materiais
Em relação à eletricidade, os materiais
são classificados como:
Condutores
Semicondutores
Isolantes.
Conservação da Carga e Eletrização dos Corpos
o A carga elétrica total de um sistema isolado é
sempre constante.
o Os átomos são neutros, pois possuem a mesma
quantidade de prótons e elétrons.
o Quando materiais diferentes entram em contato é
possível que haja uma transferência de carga entre
eles. Este processo é chamado de eletrização.
Condutores elétricos
São materiais que apresentam portadores de
cargas elétricas (elétrons ou íons) quase livres,
o que facilita a mobilidade dos mesmos em
seu interior. São considerados bons
condutores, materiais com alto número de
portadores de cargas elétricas livres e que
apresentam
alta
mobilidade
desses
portadores de cargas elétricas.
ELETRIZAÇÃO
Por atrito
• Foi o primeiro processo de eletrização
conhecido. Quando duas substâncias de
naturezas diferentes são atritadas, ambas se
eletrizam.
Por indução
Quando
um
corpo
neutro
é
colocado
próximo de um corpo
eletrizado, sem que
haja contato entre eles,
o corpo neutro se
eletriza.
Esse
fenômeno é chamado
indução eletrostática.
Por contato
Quando um corpo neutro é colocado
em contato com um corpo eletrizado,
por meio de um fio condutor, o corpo
neutro se eletriza.
Por aquecimento
Certos corpos, quando aquecidos,
eletrizam-se, apresentando eletricidades
de nomes contrários em dois pontos
diametralmente opostos. O fenômeno é
chamado fenômeno piroelétrico. É mais
comum em cristais, como por exemplo na
turmalina.
Por pressão
Certos corpos, quando comprimidos,
eletrizam-se, apresentando eletricidades de
nomes contrários nas extremidades. O
fenômeno
é
chamado
fenômeno
piezoelétrico. Também é mais comum em
cristais, como por exemplo, turmalina,
calcita e quartzo.
Pele humana seca
Couro
Pele de coelho
Vidro
Cabelo humano
Fibra sintética (nylon)
Lã
Chumbo
Pele de gato
Seda
Alumínio
Papel
Algodão
Aço
Madeira
Âmbar
Borracha dura
Níquel, Cobre,
Latão, Prata,
Ouro, Platina,
Poliéster
Isopor
Filme PVC ('magipack')
Poliuretano
Polietileno ('fita adesiva')
Polipropileno
Vinil (PVC)
Silicone
Teflon
Séries triboelétricas
Vidro Mica Lã Seda Algodão Madeira Âmbar Enxofre Metais