Eletricidade

A Eletricidade é a parte da Física que estuda os fenômenos resultantes da presença e fluxo de carga elétrica. Nesta página iremos aprender através de exemplos, vídeos, imagens, textos e muito mais. 

Corrente elétrica

O fluxo de elétrons em um fio condutor é chamado de corrente elétrica. Este processo resulta da atuação de um campo elétrico E em um fio metálico. Os elétrons deste metal ficam sujeitos a uma força F causada por este campo E. Os elétrons passam a se mover de forma ordenada.

Sentido da corrente elétrica

O sentido da corrente elétrica nos sólidos é correspondente ao sentido do movimento ordenado dos elétrons livres. Porém, usamos o sentido da corrente convencional (das cargas positivas em relação ao campo elétrico E, do polo positivo para o polo negativo).

Intensidade da corrente elétrica

A intensidade de corrente elétrica "i" mede o quanto de carga elétrica passa por uma secção transversal de um fio condutor durante um intervalo de tempo. A intensidade de corrente elétrica é dada em A (Ampère), a quantidade de carga elétrica em C (Coulombs) e o tempo em s (segundos).

Corrente contínua

CC - Mantêm-se constante no mesmo sentido do fluxo de elétricos devido à direção constante do campo elétrico. As pilhas ou baterias são exemplos da CC, pois fornecem energia a um circuito e a corrente "i" mantêm-se no mesmo sentido a partir do polo positivo, com movimento de cargas sem alteração no circuito elétrico.

Corrente alternada

CA - Tem o sentido do fluxo de cargas alterado periodicamente pela mudança no sentido do campo elétrico, provocada por alternadores de polaridade do gerador. As companhias de energia usam a corrente alternada e, geralmente, a frequência de oscilação é de 60 ciclos por segundo.

Exercícios sobre intensidade de corrente elétrica

As respostas dos exercícios estão nos vídeos das aulas ao final da lista de exercícios.

Aula sobre intensidade de corrente elétrica - Parte 1

Nesta aula vamos resolver cinco exercícios propostos nesta página sobre intensidade de corrente elétrica e apresentar diversos conceitos e recursos bem interessantes.

Aula sobre intensidade de corrente elétrica - Parte 2

Nesta aula vamos continuar resolvendo os exercícios propostos nesta página sobre intensidade de corrente elétrica e apresentar diversos conceitos e recursos bem interessantes.

Circuito elétrico

É o percurso a ser feito pelos portadores de carga (corrente elétrica) através de um conjunto de elementos elétricos interligados.

Fonte geradora

Para a existência de um circuito elétrico é preciso a presença de uma fonte elétrica chamada de gerador. O gerador é um elemento que transforma algum tipo de energia em energia elétrica, mantendo a diferença de potencial elétrico (DDP) entre seus polos.

Potencial elétrico

É a quantidade de energia necessária para mover uma carga elétrica unitária entre dois pontos de um região com campo elétrico. É medido em V (volts). A diferença de potencial elétrico (DDP) também é dada em volts.

Bipolo elétrico

É todo elemento de um circuito elétrico que possui dois polos sujeitos a uma tensão elétrica ou diferença de potencial elétrico (DDP).

Resistores

São dispositivos que opõem-se à passagem de corrente elétrica. Ao serem percorridos por corrente elétrica produzem uma queda de potencial elétrico no circuito, consumindo energia, provocando aquecimento. Os ferros de passar, chuveiros e churrasqueiras elétricas são exemplos de resistores.

Resistores em um circuito

Observe o símbolo dos resistores em um circuito elétrico.

Resistores

Os resistores são usados para diminuir o fluxo de carga elétrica pela conversão da energia elétrica em térmica.

Geradores

São responsáveis por fornecer energia para os circuitos. Ao ligar os fios condutores de um circuito nos terminais de um gerador, forma-se uma diferença de potencial que promove a movimentação de elétrons.

Chaves ou interruptores

São dispositivos que "abrem" ou "fecham" um circuito. Permitindo ou interrompendo o fluxo de corrente elétrica. 

Fusíveis

São dispositivos de segurança que interrompem a passam de corrente elétrica nos circuitos se exceder uma margem de segurança. 

Capacitores

Ou condensadores são usados para armazenamento de carga elétrica em um circuito. Podem reter grandes quantidades de cargas elétricas e podem atenuar variações de corrente elétrica.

Receptores

São dispositivos que transformam a energia elétrica em outras formas de energia. A diferença de um receptor para um resistor é que o resistor transforma energia elétrica apenas em calor. TVs, computadores e lâmpadas são exemplos de receptores.  No circuito, a corrente elétrica perde energia, então entra no terminal positivo, com maior potencial e sai pelo terminal negativo, com menor potencial.

Amperímetros

São dispositivos que medem a intensidade da corrente elétrica em um circuito. São formados por galvanômetros, que medem baixas intensidades de corrente elétrica, sendo ligados em série com o circuito no ramo em análise. 

Voltímetros

São usados para determinar a diferença de potencial elétrico (DDP) ou tensão elétrica em um circuito. Também são formados por galvanômetros, porém apresentam alta resistência elétrica e devem ser colocados em paralelo ao ramo que medir a DDP.

Multímetro

Dispositivo que calcula a intensidade de corrente elétrica e a tensão elétrica em um circuito.

Exercícios sobre circuitos elétricos

As respostas dos exercícios estão nos vídeos das aulas ao final da lista de exercícios.

Aula 1 sobre circuitos elétricos

Aula 2 sobre circuitos elétricos

Fonte das imagens sobre circuito elétrico, acesso em 09/08/2021:

Circuito elétrico: https://rocarneval.neocities.org/EE_17-CircuitoSerie.html 

Fonte geradora: https://professordiminoi.comunidades.net/magnetismo 

Potencial elétrico: https://slideplayer.com.br/amp/13380470/ 

Bipolo elétrico: https://www.infoescola.com/fisica/circuitos-eletricos/exercicios/ 

Resistência elétrica - Chuveiro: https://www.masterhousesolucoes.com.br/voce-sabe-o-que-e-a-resistencia-de-um-chuveiro/ 

Resistor em circuito elétrico: https://gifsdefisica.com/2018/12/12/circuito-eletrico-com-resistores-em-paralelo/ 

Resistores: https://slideplayer.com.br/slide/3033268/ 

Geradores: https://www.newtoncbraga.com.br/index.php/93-cursos/curso-de-eletronica/2575-cbe002 

Chaves ou interruptores: https://esaofvocacional.wixsite.com/esaof-vocacional/blank-6 

Fusíveis 1: https://esaofvocacional.wixsite.com/esaof-vocacional/blank-6 

Fusíveis 2: https://www.tutorbrasil.com.br/forum/viewtopic.php?t=68722

 Capacitores 1: https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/capacitancia-um-capacitor.htm 

Capacitores 2: https://www.mundodaeletrica.com.br/como-funcionam-os-capacitores/ 

Receptor 1: https://www.colegioweb.com.br/receptores-eletricos/circuito-gerador-receptor.html 

Receptor 2: https://www.coladaweb.com/fisica/eletricidade/receptores-eletricos 

Amperímetro 1: https://www.infoescola.com/eletricidade/voltimetro-e-amperimetro/ 

Amperímetro 2: https://www.mundodaeletrica.com.br/alicate-amperimetro-o-que-e-para-que-serve/ 

Voltímetro 1: https://www.infoescola.com/eletricidade/voltimetro-e-amperimetro/ 

Voltímetro 2: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/10/10_005.HTM 

Voltímetro 3: https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/amperimetro.htm 

Multímetro 1: https://hardwarelivreusp.org/tutoriais/2014/12/10/basico_de_eletronica_parte_2/ 

Multímetro 2: https://m.dutramaquinas.com.br/p/multimetro-digital-portatil-gymd1000-gymd1000 

Resistência elétrica

Alguns aparelhos e fios elétricos podem se opor à passagem de corrente elétrica. Esta dificuldade imposta é chamada de resistência elétrica. Cada fio ou aparelho possui uma resistência elétrica. 

Primeira lei de Ohm

Ao variarmos a tensão elétrica em um circuito, a corrente que o atravessa sofrerá a mesma variação, indicando uma proporção, cujo valor é a resistência elétrica. Desse modo, U = R.i.

Condutores Ôhmicos

A corrente elétrica é constante, não muda, obedecem à primeira lei de Ohm.

Condutores Não Ôhmicos

A corrente elétrica varia conforme os valores de tensão elétrica e de intensidade de corrente elétrica.

Segunda lei de Ohm

A resistência elétrica de um condutor depende do seu comprimento, área e material. Quanto maior o comprimento (L) do condutor, maior é sua resistência. Quanto maior a área (A), menor é a resistência. Os materiais são classificados como bons ou maus resistores pela sua resistividade.

Exercícios sobre resistência elétrica. 

As respostas estão nos vídeos das duas aulas abaixo da lista de exercícios.

Aula 1 sobre resistência elétrica

Aprenda nesta aula e acompanhe a resolução de exercícios da lista acima.

Aula 2 sobre resistência elétrica

Aprenda nesta aula e acompanhe a resolução de exercícios da lista acima.

Associação de resistores

Associação em série

Só existe um caminho a ser percorrido pela corrente elétrica. Desse modo, a corrente será a mesma para todos os elementos desse circuito. A tensão elétrica será distribuída entre os resistores segundo a primeira lei de Ohm.

Associação em paralelo

Os elementos do circuito são ligados ao gerador independentes uns dos outros, cada resistor possui a sua corrente elétrica, porém a tensão elétrica é a mesma para cada elemento do circuito.

Associação mista

Neste tipo de associação temos resistores em série e em paralelo no mesmo circuito.

Lei dos nós - 1º lema de Kirchhoff

A soma das intensidades de corrente elétrica que chegam a um nó é igual à soma das intensidades de correntes elétricas que saem do nó.

Lei das malhas - 2º lema de Kirchhoff

Em uma malha qualquer a soma das tensões elétricas é nula, segundo o sentido que adotamos.

Exercícios sobre associação de resistores

As respostas dos exercícios estão nos vídeos das aulas ao final da lista de exercícios.

Associação de resistores - Aula 1

Vamos aprender nesta aula sobre associação de resistores e serão realizadas resoluções dos exercícios da lista acima.

Associação de resistores - Aula 2

Vamos aprender nesta aula sobre associação de resistores e serão realizadas resoluções dos exercícios da lista acima.

Potência e energia elétrica

Potência elétrica

A potência elétrica de um aparelho é a quantidade de energia (trabalho elétrico, em Joules) transferida para ele por unidade de tempo (em segundos).

Equações e unidades de potência elétrica

Em homenagem ao inventor da máquina a vapor, James Watt, a unidade de potência elétrica no Sistema Internacional é Watt (W). Podemos utilizar a unidade cavalo vapor (CP ou HP), sendo que 1 HP (CV) = 735 W.

Energia elétrica

Quanto maior a potência elétrica de um aparelho ou o tempo que ele permanece ligado, maior será a quantidade de energia elétrica usada. Então E = P.t. A unidade de energia elétrica usual é kWh (quilowatt-hora). 1 kWh = 3.600.000 J ou 3,6 .10^6 J.

Exercícios sobre energia e potência elétrica. 

As respostas dos exercícios estão nos vídeos das aulas abaixo da lista de exercícios.

Potência e energia elétrica Aula 1

Aprenda sobre potência elétrica e energia elétrica com esta aula e também sobre a resolução dos exercícios.

Potência e energia elétrica Aula 2

Aprenda sobre potência elétrica e energia elétrica com esta aula e também sobre a resolução dos exercícios.

Agora é com você !!! Faça os exercícios abaixo e confira o gabarito ao final da lista

Serão feitas aulas sobre este conteúdo no dia 15/09/2021 e os exercícios abaixo serão feitos nas aulas. Enquanto isso, faça os exercícios e veja o gabarito.

Gabarito:

1) i = 2 A                 2) Q = 288 C                 3) a) i = 0,8 A                         4) e) P = 16 W                  5) b) P = 100 W