ELETRODINÂMICA

ELETRODINÂMICA

1. É o nome do estudo dado as cargas elétricas em movimento e dos efeitos gerados por esse movimento ordenado

   • Elas envolvem o movimento de cargas elétricas por um circuito elétrico, requisito indispensável para o uso da energia elétrica

2. CIRCUITO ELÉTRICO

   • Representa um caminho fechado, constituído por um material capaz de transportar cargas elétricas, chamado FIO CONDUTOR
   • Geralmente, é constituído por três componentes: uma FONTE DE ENERGIA (pilha ou bateria); um CONDUTOR (fio metálico); e um DISPOSITIVO (lâmpada ou motor)
     • A energia elétrica é transportada por um fluxo ordenado de cargas elétricos, estabelecido nos fios condutores. Nesse caso, os portadores de carga elétrica que se movem são os elétrons.
   • CIRCUITO ELÉTRICO ABERTO OU FECHADO
     • Quando o circuito está ABERTO, o fluxo de cargas elétricas é interrompido e a lâmpada NÃO acende
       • Esse fluxo ordenado de cargas elétricas por um condutor é definido como CORRENTE ELÉTRICA.
     • Quando o circuito está FECHADO, o fluxo ordenado de cargas elétricas é estabelecido e a lâmpada ACENDE

3. CORRENTE ELÉTRICA

   • A corrente elétrica é representada pela letra i e sua unidade de medida no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o AMPERE (A). Existem múltiplos e submúltiplos dessa unidade, como o miliampere (mA), utilizado quando ocorre elétrica é baixa, pois corresponde a 0,0001 A
     • A definição da unidade de medida ampere corresponde à quantidade de carga elétrica que atravessa esse plano por segundo, ou seja, um ampere é igual a um COULOMB (C) por segundo (s) (1 A = 1 C/s)
   • CORRENTE CONTÍNUA E ALTERNADA
     • CONTÍNUA: O fluxo de cargas elétricas tem sempre o mesmo sentido de deslocamento no decorrer do tempo. EX: BATERIAS e PILHAS
     • ALTERNADA: O fluxo de cargas elétricas altera seu sentido de deslocamento com o decorrer do tempo. EX: OS GERADOS DE ALGUMAS USINAS ELÉTRICAS, HIDRELÉTRICAS, EÓLICAS...
   • EFEITOS DA CORRENTE ELÉTRICA EM UM CONDUTOR
     • EFEITO TÉRMICO: ocorre quando a corrente elétrica percorre um material condutor e os elétrons enfrentam uma resistência ao seu movimento em razão da estrutura atômica do material, o que provoca o aquecimento desse material.
     • EFEITO MAGNÉTICO: ocorre quando um fio condutor é percorrido por uma corrente elétrica e adquire propriedades magnéticas, como um imã.
     • EFEITO QUÍMICO: acontece quando a corrente elétrica provoca reações químicas ao percorrer determinadas substâncias.
     • EFEITO FISIOLÓGICO: O efeito fisiológico da corrente elétrica é conhecido como choque elétrico e ocorre quando um fluxo de cargas elétricas percorre o corpo do ser humano ou de animais, agindo nos músculos e nos nervos.

4. GERADORES ELÉTRICOS

   • Os circuitos elétricos necessitam de GERADORES ELÉTRICOS para funcionar, ou seja, necessitam de um dispositivo que transforme algum outro tipo de energia em energia elétrica
   • Os geradores são capazes de fazer as cargas elétricas se deslocarem pelo circuito, estabelecendo uma corrente elétrica nos condutores.
   • GERADORES ELÉTRICOS-QUÍMICOS
     • A pilha elétrica é um exemplo de GERADOR ELÉTRICO-QUÍMICO, pois transforma energia química em energia elétrica, após determinadas reações entre compostos.
   • GERADORES ELÉTRICOS-MECÂNICOS
     • Algumas usinas elétricas são exemplos de aplicação de GERADORES ELÉTRICOS-MECÂNICOS (Hidrelétrica, Eólica, Termelétrica, Maremotriz). Esses geradores compõem grande parte da energia que utilizamos em nossas residências

5. DIFERENÇA DE POTENCIAL

   • Valores como 127 ou 220 volts, geralmente encontrados em eletrônicos, indicam a TENSÃO ELÉTRICA ou DIFERENÇA DE POTENCIAL, comumente conhecidos como "voltagem"
     • A tensão elétrica, ou ddp, é representada pela letra U e está associada á capacidade de um gerador fornecer energia elétrica a um aparelho.
     • Caso os itens que necessitam de energia elétrica não sejam compatíveis com os geradores é possível queima-lo ou obter um mal funcionamento. EX: ligar um aparelho que precisa de 220 volts em um gerador de 127 V.
   • As reações que ocorrem no interior de um gerador elétrico-químico, por exemplo, fazem que cargas elétricas se acumulem de maneira desigual em cada um dos polos da pilha, ou seja, cada polo apresenta uma diferença de potencial. A tendência é que as cargas elétricas se movam por causa disso.
     • A unidade de medida da diferença de potencial no SI é o VOLT (V)

6. RESISTÊNCIA ELÉTRICA

   • Todo material apresenta certa oposição à passagem de corrente, ou seja, uma RESISTÊNCIA ELÉTRICA, mesmo que ele seja um condutor elétrico.
     • A resistência elétrica de um corpo ou material é representada pela letra R, e quanto maior é a resistência elétrica, maior é a dificuldade da passagem do fluxo de cargas elétricas, ou seja, menor é a corrente elétrica no circuito elétrico.
       • Quanto maior o trecho percorrido, maior a resistência, e menor a corrente elétrica no circuito.
         • Nos circuitos elétricos, são utilizados dispositivos chamados RESISTORES, que regulam a intensidade da corrente elétrica que será estabelecida em diferentes elementos e partes do circuito pela transformação de energia elétrica em energia térmica
           • A unidade de medida da resistência elétrica é chamada ohm. Ela é representada pela letra grega ômega (Ω)
             • Em 1827, Ohm verificou que a resistência elétrica de qualquer dispositivo condutor é sempre dada pela razão entre o valor da tensão elétrica aplicada (U) e a intensidade da corrente elétrica estabelecida. (i)
               • Quando a resistência elétrica se mantém constante para qualquer valor da tensão elétrica aplicada é usualmente chamada de LEI DE OHM. Os resistores que não variam o valor de sua resistência são chamadas RESISTORES ÔHMICOS, pois seguem a lei de Ohm.
   • Além do comprimento, existem outras características do condutor que podem influenciar no valor se dua resistência elétrica:
     • A RESISTIVIDADE do material que constitui o condutor. Cada material apresenta uma resistência específica. Assim, podemos construir fios de cobre, alumínio e outros metais, dependendo da aplicação desses fios.
       • A ESPESSURA do condutor também influencia na sua resistência elétrica. Quanto mais espesso o fio, menor é sua resistência elétrica, e quanto mais fino o fio, maior será sua resistência elétrica.
         • A temperatura do condutor também pode mudar sua resistência elétrica. Existem materiais que aumentam sua resistência elétrica à medida que a temperatura aumenta, enquanto outros materiais diminuem a resistência quando a temperatura aumenta. Há também os supercondutores, materiais que têm resistências elétricas nula a temperatura extremamente baixas.

7. EFEITO JOULE

   • Os resistores têm diversas aplicações, mas alguns têm como principal função se aquecer e transferir calor para outros corpos, como os utilizados em churrasqueiras e chuveiros elétricos. (nos chuveiros, conhecido como resistência)
     • O aquecimento de um condutor, por causa da passagem de corrente em seu interior, é chamado EFEITO JOULE.
     • Quanto maior é o trecho do resistor (resistência) percorrido pela corrente elétrica, maior é a resistência elétrica.
     • O aquecimento sofrido por um condutor ocorre por causa da colisão dos elétrons da corrente elétrica com as partículas que compõem sua estrutura. Essas partículas sofrem um aumento de sua vibração, aumento de sua vibração, aumentando a temperatura do condutor e deixando-o incandescente

8. POTÊNCIA ELÉTRICA

   • A GRANDEZA POTÊNCIA, representada pela tetra P, é definida como a capacidade do aparelho em transformar um tipo de energia em outro em certo intervalo de tempo
   • A unidade de medida da potência elétrica, no SI, é chamada WATT (W), que corresponde ao JOULE POR SEGUNDO (J/s).
   • A potência de um dispositivo pode ser calculada pela equação: P=i.U.
   • Da mesma forma que os geradores elétricos transformam algum tipo de energia em energia elétrica, determinados aparelhos são classificados de acordo com o tipo de transformação de energia que realizam. Os equipamentos elétricos são classificados dessa maneira pois, para funcionarem, precisam receber energia elétrica de um circuito elétrico e transformá-la em outra forma de energia.
     • Aparelhos elétricos que transformam a maior parte da energia elétrica em movimento, ou seja, em energia mecânica, formam o grupo dos motores elétricos
       • Aparelhos elétricos que transformam a maior parte da energia elétrica térmica podem ser chamados resistivos. Quando ligados a um circuito elétrico, são os resistores elétricos contidos nesses aparelhos que geram o aquecimento.
         • No caso de aparelhos como esses, devemos calcular seus consumos por tempo, sendo assim, descrevemos Δt como o intervalo de tempo e E é a energia elétrica consumida ou transformada.
           • Para isso, calculamos: E=P.Δt.
   • A unidade de medida de energia elétrica consumida ou transformada no SI é o joule (J), mas a medida mais comum para expressar esse consumo é o QUILOWATT-HORA (kWh).