Corrente e Resistência Elétrica: Conceitos e Aplicações

Corrente e resistência Apresentação Nesta Unidade de Aprendizagem vamos trabalhar a Corrente Elétrica e a Resistência A corrente é o movimento das cargas através de condutores Sua unidade é o Ampere A Quanto maior corrente mais energia elétrica está envolvida Já a resistência elétrica seria o análogo ao atrito na mecânica de Newton isto é uma dificuldade no movimento das cargas elétricas É pela resistência elétrica que temos a dissipação de calor ou transformação de energia elétrica em energia térmica O chuveiro elétrico a estufa elétrica são bons exemplos de utilização da resistência elétrica para aquecimento em que este efeito é desejado Porém mesmo quando não desejamos a presença da resistência ela existe Todo o circuito apresenta um fator de perda de energia por calor Nos circuitos é comum termos muitos elementos resistivos Bons estudos Ao final desta Unidade de Aprendizagem você deve apresentar os seguintes aprendizados Estabelecer o movimento da carga em um condutor a corrente elétrica Relacionar a corrente em um condutor com sua condutividade elétrica Determinar a corrente elétrica no condutor usando a Lei de Ohm Desafio A figura mostra um pedaço de plástico com 40 cm de largura sendo enrolado em um tubo de 20 cm de diâmetro que gira a 90 rpm O plástico tem uma densidade de carga superficial uniforme σ 20nCcm2 Diante do exposto responda a Qual é a corrente do filme em movimento b Quanto tempo decorre para que o rolo acumule uma carga de 10μC Infográfico A corrente elétrica em um circuito é semelhante à agua fluindo em um sistema de canos é conservada A resistência depende do tipo de material através da resistividade rho do comprimento L do fio e da área da seção transversal deste fio A A Lei de Ohm nos diz que dada uma tensão Delta V e resistência R teremos então uma corrente elétrica I Veja no infográfico um esquema para estes conceitos Conteúdo do livro A corrente e resistência elétricas juntamente com a tensão formam a Lei de Ohm Esta relação é a base de qualquer circuito elétrico Escolhemos dois trechos do livro Física Uma Abordagem Estratégica Vol 3 de Randall D KNIGHT No primeiro trecho você deve iniciar sua leitura na seção Corrente e densidade de corrente em que temos o conceito de corrente elétrica e sua conservação no circuito Na segunda parte do material separado temos a resistência elétrica e a Lei de Ohm propriamente Comece a leitura na seção Resistência e Lei de Ohm Bons estudos RANDALL D KNIGHT RANDALL D KNIGHT VOLUME 3 ELETRICIDADE E MAGNETISMO K71f Knight Randall D Física 3 recurso eletrônico uma abordagem estratégica Randall Knight tradução Manuel Almeida Andrade Neto 2 ed Dados eletrônicos Porto Alegre Bookman 2009 Editado também como livro impresso em 2009 ISBN 9788577805532 1 Física 2 Eletricidade 3 Magnetismo I Título CDU 537 Randy Knight leciona Física básica há 25 anos na Ohio State University EUA e na Califórnia Polytechnic University onde atualmente é professor de física O professor Knight bacharelou se em Física pela Washington University em Saint Louis e doutorouse em Física pela Univer sity of Califórnia Berkeley Fez pósdoutorado no HarvardSmithsonian Center for Astrophy sics antes de trabalhar na Ohio State University Foi aí que ele começou a pesquisar sobre o ensino da física o que muitos anos depois o levou a escrever este livro Os interesses de pesquisa do professor Knight situamse na área de laser e espectroscopia com cerca de 25 artigos de pesquisa publicados Ele também dirige o programa de estudos am bientais da Cal Poly onde além de física introdutória leciona tópicos relacionados a energia oceanografia e meio ambiente Quando não está em sala de aula ou na frente de um compu tador o professor Knight está fazendo longas caminhadas remando em um caiaque tocando piano ou usufruindo seu tempo com a esposa Sally e seus sete gatos Sobre o Autor Catalogação na publicação Renata de Souza Borges CRB101922 Encerra aqui o trecho do livro disponibilizado para esta Unidade de Aprendizagem Na Biblioteca Virtual da Instituição você encontra a obra na íntegra Dica do professor A Corrente Elétrica e a Resistência são as grandezas primordiais para um circuito elétrico Neste vídeo formalizamos ambos e trazemos informações do cotidiano para uma contextualização adequada Também mostramos uma forma alternativa de ver o efeito de elementos resistivos em um circuito Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar Exercícios 1 A corrente em uma lâmpada de 100 watts vale 085 A O filamento dentro do bulbo tem 025 mm de diâmetro Responda Qual é a densidade de corrente no filamento Qual é a corrente de elétrons no filamento A J17107Am2 e NeΔt531018s1 B J12108Am2 e NeΔt351013s1 C J27108Am2 e NeΔt311015s1 D J86107Am2 e NeΔt161017s1 E J15107Am2 e NeΔt421018s1 2 Dois fios 1 e 2 são feitos do mesmo metal O fio 2 tem o dobro do diâmetro e do comprimento do fio 1 Quais são as razões ρ1ρ2 entre as resistividades R2R1 entre as resistências dos dois fios A B C D E 3 Os terminais de uma pilha de relógio de 070 V são ligados por meio de um fio com resistividade elétrica de 24 108 Ωm 100 m de comprimento e 010 mm de diâmetro Qual é a corrente no fio A I 82mA B I 23mA C I 75mA D I 97mA E I 01mA 4 Os dois fios mostrados na figura são feitos do mesmo material Qual é a corrente no segmento de fio com 20 mm de diâmetro Qual é a velocidade de deriva no segmento de fio com 20 mm de diâmetro A I24A e vd21104 ms B I28A e vd24105 ms C I210A e vd22104 ms D I22A e vd22104 ms E I22A e vd25105 ms 5 O grafite do lápis é feito de carbono Qual é a resistência de um pedaço de grafite para lapiseira com 60 cm de comprimento e 070 mm de diâmetro A R17Ω B R81Ω C R962Ω D R546 Ω E R43 Ω Na prática Acompanhe um exemplo prático sobre Corrente Elétrica e a Resistência A corrente elétrica é a aquela medida que nos diz qual a espessura de fio devemos usar Quanto maior for o consumo do equipamento mais espesso deve ser o fio condutor Além disso é a corrente que influencia nos dois tipos de tomadas elétricas de baixa tensão utilizadas desde 2012 no país As de conector mais espesso são para equipamentos de até 20 A as outras para equipamentos limitados em 10 A No quadro elétrico de qualquer residência temos os disjuntores cuja referência está ligada novamente à corrente elétrica Existem disjuntores de por exemplo 10 15 20 30 40 e 50 A A função do disjuntor é desarmar o circuito uma vez que a corrente exceda o seu limite nominal Assim evitamos o superaquecimento do condutor o que sempre traz desperdício de energia além de riscos de danos aos equipamentos A resistência é uma característica do material ver infográfico Entretanto o aumento da sua temperatura causa um aumento da resistividade em um condutor Portanto a resistência aumenta e leva ao aumento da temperatura Saiba Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto veja abaixo as sugestões do professor Física Uma Abordagem Estratégica Vol3 KNIGHT RANDALL D Porto Alegre Bookman 2009 Leia o Capítulo 31 Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino Física para Universitários Eletricidade e Magnetismo BAUER WOLFGANG WESTFALL GARYD DIAS HELIO Porto Alegre Mc GrawHIll 2012 Leia o capítulo 5 Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino Lei de Ohm Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar Associação de resistores Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar