Corrente Eletrica Resistencia e Forca Eletromotriz - Slides Power Point

Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 1 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 2 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz 26Fe 1s2 2s2 p6 3s2 p6 4s2 3d6 Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 3 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Quando existe equilíbrio eletrostático o campo elétrico é igual a zero no interior do condutor e portanto não há corrente elétrica Mesmo com campo E nulo existe um movimento caótico dos elétrons livres nos materiais condutores v 106 ms sem que haja nenhum fluxo efetivo de cargas em uma direção logo não há corrente Logo uma corrente elétrica é o movimento efetivo de portadores de cargas em uma determinada direção de uma região para outra num condutor Corrente Elétrica Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 4 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Os portadores de carga nos materiais condutores são os elétrons livres quando submetidos a uma força elétrica no interior dos materiais devido a presença de campo elétrico E ou seja submetido a uma ddp Daí surge um movimento lento v 104 ms denominado velocidade de arraste va Nos metais os portadores de carga que se movem são os elétrons livres mas o sentido da corrente elétrica é o sentido que teriam os portadores de carga caso fossem positivos Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 5 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Definimos a corrente elétrica através da área de seção reta A como sendo igual ao fluxo total de portadores de cargas elétrons livres através da área A por unidade de tempo I dQ dt A unidade SI de corrente denominase ampère cujo símbolo é A e que é definido como 1 coulomb por segundo 1 A 1 Cs Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 6 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Selo postal na ex Alemanha Oriental em homenagem a Andre Marie Ampère Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 7 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Corrente velocidade de arraste e vetor densidade de corrente Considere um numero de n partículas carregadas por unidade de volume concentração As partículas se deslocam com a mesma velocidade de arraste va Num intervalo de tempo dt as cargas se deslocam va dt O volume de um cilindro de área A percorrido por essas cargas é dado por Volume A va dt O número de partículas N em seu interior é dado por N n A va dt onde n é o número de partículas por unidade de volume Se cada partícula tem carga q então a carga total é q N A quantidade de carga dQ que flui durante um tempo dt é dada por dQ q n A va dt n q A va dt I dQ dt n q A va Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 8 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Definimos o vetor densidade de corrente J como a corrente que flui através da seção reta do fio J i A n q va A unidade de J no SI é Am2 Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 9 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 10 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 11 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Resistividade Elétrica Nos metais a densidade de corrente J é diretamente proporcional ao campo elétrico E aplicado A razão entre os módulos dos vetores E e J é denominada de resistividade elétrica ρ ρ E J Unidade da resistividade ρ no SI 1 Vm Am2 1 ohmmetro 1 Ω m Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 12 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz A resistividade ρ é uma propriedade microscópica do material Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 13 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz O inverso da resistividade elétrica é denominada de Condutividade σ 1 ρ e sua unidade no SI é Ω m1 Um bom condutor elétrico como os metais em geral são bons condutores térmicos Condutividade Elétrica Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 14 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Resistividade e Temperatura Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 15 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Lei de Ohm Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 16 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Lei de Ohm Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 17 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Relação entre a Resistência e a Resistividade Relação entre a Voltagem Corrente e Resistência Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 18 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 19 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Resistência Elétrica Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 20 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Um resistor é um elemento que possui um dado valor de resistência entre suas extremidades Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 21 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 22 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 23 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 24 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 25 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 26 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 27 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Força Eletromotriz e Circuitos Pode se obter uma corrente estacionária ie não varia com o tempo somente quando o condutor forma um circuito fechado Para isso acontecer em algum ponto do circuito deve haver um dispositivo capaz de levar a corrente de um potencial mais baixo para um potencial mais alto a qual se denomina força eletromotriz fem O símbolo de uma fem é ε ε Vab Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 28 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 29 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz A ddp entre as extremidades do fio é dada por Vab Ri daí temos ε Vab Ri fonte de fem ideal Neste caso não há resistência interna r da fonte de fem Quando uma carga positiva Q flui em torno do circuito o aumento de potencial ε através da fonte ideal é igual a queda de potencial Vab Ri quando a corrente passa pelo restante do circuito Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 30 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Caso de uma fonte de fem nãoideal com resistência interna r Vab ε r i R i i ε R r Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 31 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 32 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 33 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Símbolos usados nos diagramas de circuitos Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 34 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 35 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 36 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 37 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 38 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 39 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 40 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 41 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 42 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 43 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 44 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 45 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 46 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 47 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 48 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 49 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Vab ε r i R i i ε R r Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 50 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 51 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz 8 ohm Prof Dr Carlos Eduardo Leal i ε R r Vab ε r i R i Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 52 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal 115 W 115 W Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 53 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal i ε R r Vab ε r i R i Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 54 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 55 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz Exercícios do Capítulo 25 1 2 4 5 6 10 12 16 17 18 24 25 26 31 32 33 34 35 36 42 43 44 45 46 51 52 53 57 60 68 69 70 Prof Dr Carlos Eduardo Leal Sears Zemansky Young Freedman 2008 by Pearson Education 56 Capítulo 25 Corrente Resistência e Força Eletromotriz FIM DO CAPÍTULO 25 Prof Dr Carlos Eduardo Leal