Eletricidade Básica

Eletricidade Básica

1. Eletrostática e Eletrodinâmica

   • Eletrostática
     • O termo eletrostática refere-se à eletricidade estática, isto é, cargas elétricas em repouso
     • Teoria da matéria: No século VII a.C., Tales, na cidade de Mileto - Grécia - observou que uma substância chamada âmbar, quando atritada, adquiria a propriedade de atrair outros corpos
       • Âmbar, em grego, significa elektron, motivo pelo qual os fenômenos daí originados denominam-se fenômenos elétricos,
         • e a ciência que os estuda denomina-se eletricidade.
     • Matéria e substância: Aquilo que constitui todos os corpos e pode ser percebido por qualquer um dos nossos sentidos é matéria.
       • Cada tipo particular de matéria é uma substância, e, portanto, existem milhares de substâncias diferentes.
         • Moléculas e Átomos
           • Qualquer substância é formada por partículas muito pequenas e invisíveis, mesmo com auxílio de microscópio, chamadas de moléculas
             • A molécula é a menor parte em que se pode dividir uma substância, e que apresenta todas as suas característica.
               • Ás moléculas podem ser constituídas por átomos. O número de átomos que compõem uma molécula varia de acordo com a subtância.
     • Carga Életrica (Q)
       • Positiva
       • Negativa
       • Os átomos são compostos de um núcleo e de uma coroa eletrônica. O núcleo contém os prótons e os nêutrons, enquanto a coroa eletrônica contém os elétrons.
         • Prótons tem carga postiva
         • Elétrons tem cargas negativas
         • Nêutrons não tem carga
     • Condutores e isolantes
       • Os elétrons livres existem em grande número nos materiais chamados bons condutores de eletricidade e não existem ou praticamente não existem, nos chamados de isolantes
     • Princípios da Eletrostática
       • a) Princípios da atração e repulsão
         • Lei de DuFay: Corpos eletrizados com cargas de mesmo sinal repelem-se. Corpos eletrizados com cargas de sinais contrários atraem-se.
       • b) Princípio da conservação de cargas elétricas
         • Num sistema eletricamente isolado, a soma algébrica das cargas elétricas permanece constante. Um sistema eletronicamente isolado é um conjunto de corpos que não troca cargas elétricas com o meio exterior.
     • Leis de Coulomb
       • Segundo Coulomb, a intensidade da força de atração ou repulsão entre duas cargas elétricas:
         • É diretamente proporcional à quantidade de carga de cada corpo e, portanto, ao seu produto
         • É inversamente proporcional ao quadrado da distância entre as cargas
         • Depende do meio onde estão colocadas as cargas
           • Matematicamente temos:
     • Campo Elétrico
       • Campo elétrico é a região do espaço ao redor de uma carga elétrica, em que esta exerce efeitos eletrostáticos.
         • A carga geradora do campo é denominada carga fonte (Q).
         • Uma carga de valor pequeno usada para detectar o campo gerado é denominada carga de prova (q).
         • A equação fundamental do campo elétrico expressa a força (F) sofrida pela carga de prova (q) no referido campo elétrico de carga fonte (Q) que é dada por:
       • O campo elétrico é uma grandeza vetorial, possuindo módulo, direção e sentido.
         • Direção: Reta que une a carga de prova á carga de fonte.
         • Sentido: Depende do sinal de carga fonte
     • Potêncial Elétrico
       • Potencial elétrico é a capacidade que uma carga elétrica tem de realizar trabalho através de seu campo elétrico
     • Descargas atmosféricas
       • As descargas atmosféricas ocorrem devido a um processo de eletrização por atrito entre as partículas de água que compõem as nuvens, provocadas por ventos de forte intensidade.
       • Para-raios
         • As descargas atmosféricas causam sérias perturbações nas redes aéreas de transmissão e destribuição de energia elétrica, além de provocarem danos materiais nas construções atingidas por elas, sem contar os riscos de morte a que as pessoas e os animais estão submetidos .
   • Eletrodinâmica
     • A eletrodinâmica estuda os elétrons e seus efeitos em movimento.
     • Grandezas fundamentais do circuito elétrico
       • A compreensão de tensão, corrente e resistência elétrica é de vital importância para o entendimento dos princípios eletrodinâmicos
     • Tensão elétrica
       • Tensão é a força que impulsiona os elétrons atravéns de um condutor , realizando seu trabalho
         • Em função do campo elétrico que origina a tensão, podemos defini-las em tensão continua (CC), cuja origem é um campo elétrico constante, e tensão alternada (CA), cuja origem é um campo elétrico alternado, invertendo seu sentido ao longo do tempo periodicamente
     • Corrente elétrica
       • Corrente elétrica em um condutor é o movimento ordenado de suas cargas livres, devido á ação de um campo elétrico estabelecido no seu interior pela aplicação de uma ddp entre dois pontos desse condutor
         • O sentido da corrente é convencionado como o deslocamento das cargas livres positivas do condutor.
     • Resistência elétrica
       • É a dificuldade que um material condutor apresenta á passagem da corrente elétrica.
         • Elementos de um circuito elétrico
           • Para que possamos obter a corrente elétrica, necessitamos de uma fonte geradora de energia elétrica (gerador), um receptor para utilizarmos a energia produzida, e condutores para realizarmos a ligação desses elementos em um circuito fechado.
             • Gerador: É um dispositivo elétrico que transforma uma modalidade qualquer de energia em energia elétrica
             • Receptor: Receptor é um dispositivo elétrico capaz de transformar energia elétrica em outra modalidade qualquer de energia que não seja unicamente calor
             • Dispositivos de manobra: São elementos que servem para acionar ou desligar um circuito elétrico como as chaves e os interruptores
             • Dispositivos de proteção: São dispositivos que, ao serem atravessados por uma corrente de intensidade maior que a prevista, interropem a passagem da corrente elétrica, preservando os demais elementos do circuito.
     • Fontes de energia
       • Fontes de energias renováveis e não renováveis
       • Fontes primárias, como a água, o vento e radiação solar
       • Fontes secundárias como o petroléo
       • Outra forma de geração de energia elétrica é aquela proveniente de pilhas e baterias que são processados eletroquímicos de obtenção de energia
     • Associação de resistores
       • Podemos associar resistores em série, em paralelo ou forma mista
         • Associação em série: Dois ou mais resistores constituirm uma associação em série quando estão ligados, de modo que a mesma corrente percorra cada um deles.
         • Associação em paralelo: Dois ou mais resistores constituem uma associação em paralelo quando estão ligados de modo que a ddp entre seus terminais é a mesma.
     • Circuitos Elétricos
       • A ligação entre elementos elétricos, tais como interruptores, fontes de energia, resistores, indutores, capacitadores, transitores, de tal forma a criarem caminho fechado para a circulação de corrente, caracterizando um circuito elétrico
         • 1° Lei - Soma das correntes que chegam a um nó do circuito é igual á soma das correntes que saem do nó.
         • 2° Lei- O somário das quedas de tensão em um caminho fechado é igual a zero.
     • Potência e energia elétrica
       • Potência é a relação entre o trabalho realizado e o tempo gasto para realiazá-lo. Sua unidade é o walt (W) , e sua medição se da atraves do wattímetro
     • Lei de Joule
       • É uma lei física que expressa a relação entre o calor gerado e a corrente elétrica que percorre um condutor em determinado tempo.
       • A energia potencial elétrica (W) dissipada num resistor por efeito joule, é diretamente proporcional á resistência do resistor, ao tempo de duração da corrente e ao quadrado da intensidade da corrente.
       • Resistores são dispositivos usados para controlar a passagem de corrente elétrica em circuitos elétricos por meio do efeito Joule, que converte energia elétrica em energia térmica

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