Aula 6 - Corrente Elétrica - Eletrodinâmica - Parte 1

Prezados alunos nessa semana teremos aula online no horário normal de aula, abaixo você encontrará o link para essas aulas. Apenas lembrando que a aula será na terça-feira às 19h20min.

Link para aula 

Aula Gravada

A aula começará falando do conceito e definição da corrente elétrica.

Após essa discussão veremos como calcular e o seu sentido. Veremos também que existem tipos diferentes de correntes.

Falaremos do conceito de Potência Elétrica e energia consumida. Logo após resolveremos vários exercícios.

Discutiremos também sobre Resistência, Resistividade e Condutividade.

Falaremos da Lei de Ohm e da sua importância.

Relacionaremos Potência com Resistência e resolveremos vários problemas.

Universo Mecânico - Bateria

Viagem na Eletricidade

Exercícios de Sala - Aula 6

1> Durante os 4,0 min em que uma corrente de 5,0 A atravessa um fio, (a) quantos coulombs e (b) quantos elétrons passam por uma seção reta do fio?

2> Uma esfera condutora tem 10 cm de raio. Um fio leva até a esfera uma corrente de 1,000 002 A. Outro fio retira da esfera uma corrente de 1,000 000 A. Quanto tempo é necessário para que o potencial da esfera aumente de 1000 V?

3> Um ser humano pode morrer se uma corrente elétrica da ordem de 50 mA passar perto do coração. Um eletricista trabalha com as mãos suadas, o que reduz consideravelmente a resistência da pele, segura dois fios desencapados, um em cada mão. Se a resistência do corpo do eletricista é de 2000 Ohms, qual é a menor diferença de potencial entre os fios capaz de produzir um choque mortal?

4> Um fio elétrico tem 1,0 mm de diâmetro, 2,0 m de comprimento e uma resistência de 50 mOhm. Qual é a resistividade do material do fio?

5> Um fio tem uma resistência R. Qual é a resistência de um segundo fio, feito do mesmo material, com metade do comprimento e metade do diâmetro?

6> Um fio com uma resistência de 6 Ohms é esticado de tal forma que o comprimento se torna três vezes maior que o inicial. Determine a resistência do fio após a operação, supondo que a resistividade e a densidade do material permaneçam as mesmas.

7> Uma lâmpada de 100 W é ligada a uma tomada de parede de 120 V. (a) Quanto custa deixar a lâmpada ligada continuamente durante um mês de 31 dias? Suponha que o preço da energia elétrica é de $0,06/ kWh. (b) Qual é a resistência da lâmpada? (c) Qual é a corrente na lâmpada?

Trabalhos - Iniciação Tecnológica - Troca

Caros Alunos o trabalho de Iniciação Tecnológica está suspenso. Para efetivarmos a avaliação dos mesmos, segue abaixo uma lista de questões que devem ser respondidas e enviadas para meu e-mail. O prazo de entrega deve ser até o dia 02 de abril. As respostas devem ter coerência e lógica, não se preocupem em copiar de algum lugar, mas de serem honestos com o que vocês sabem e aprenderam.

Lista de Questões

1> Como você define carga elétrica?

2> Um corpo com 3 x 10ˆ-15 elétrons a menos, qual é a sua carga?

3> Um corpo neutro para ser eletrizado positivamente pelo processo da indução, qual deveria ser o procedimento?

4> Para a existência da força elétrica é necessário no mínimo quantas cargas? Para a existência do campo elétrico é necessário no mínimos quantas cargas?

5> O campo Gravitacional é comparável ao campo Elétrico a menos de um comportamento muito forte. Qual é esse comportamento?

6> Qual a importância do conceito de diferença de potencial elétrico para a utilização de instrumentos elétricos numa residência?

Basta enviar uma foto da folha resolvida para ruvlemes@anhanguera.com

Fico no aguardo.

Não desanime, vamos seguindo no estudo! 

Exercícios de Potencial Elétrico

1> Uma certa bateria de automóvel de 12 V pode fazer passar uma carga de 84 A.h por um circuito, de um terminal para o outro da bateria. (a) Quantos Coulombs corresponde essa carga? (b) Se toda carga sofre uma variação de potencial elétrico de 12 V, qual a energia envolvida?

2> Na figura abaixo, qual é o potencial elétrico no ponto P devido às quatro partículas, q = 5,00 fC e d = 4 cm?

3> Na figura abaixo, quando um elétron se desloca de A para B ao longo de uma linha de campo elétrico, o campo elétrico realiza um trabalho de 3,94 x 10ˆ-19 J. Qual a diferença de potencial elétrico:

(a) VB - VA;

(b) VC - VA;

(c) VC - VB?

Aula 5 - Potencial Elétrico

Iremos discutir sobre o potencial elétrico. Começaremos pelo conceito de Energia Potencial Elétrica. Veremos que para fornecer energia potencial elétrica para uma carga negativa, devemos colocá-la numa região negativa, pois essa mesma região irá fazer com que essa carga realize trabalho. A expressão da variação da energia potencial igual ao trabalho negativo (usada em Física II) também funciona em eletricidade (ou o contrário - como mostra a figura).

O conceito de potencial elétrico (energia potencial pela carga):

V = Ep/q

Onde V é medido no SI em Volts (homenagem a Alessandro Volta).

Relacionando os dois conceitos e chegaremos numa importante expressão que nos mostra a importância da diferença de potencial na movimentação de carga (estamos no limite da eletrostática para a eletrodinâmica).

W = q (Vf - Vi)

Discutiremos a energia potencial elétrica para um par de cargas (Lembra que usamos U no lugar de Ep):

Mostraremos também como determinar o potencial elétrico de uma carga Pontual (no lugar de d usamos r):

O conceito de Superfícies Equipotenciais:

Potencial Elétrico - Parte 1

Potencial Elétrico - Parte 2

Relâmpagos

Livros Interessantes

Importante

Caros alunos neste momento difícil que todos nós passamos é de extrema importância que primeiramente se cuidem. Além disso para o seguimento do curso é fundamental que desenvolvam as atividades do AVA - Unidade I e Unidade II. Continuem acompanhando as aulas no AVA e aqui no Blog. 

Qualquer dúvida: ruvlemes@anhanguera.com

Aula 4 - Fluxo do Campo Elétrico

Em nossa última aula falamos da analogia de campo elétrico e campo gravitacional:

Em nossa próxima aula estaremos discutindo o Campo de Cargas Puntiformes, Linhas de Campo e Lei de Gauss.

Na aula anterior foi apresentado uma analogia entre Campo Elétrico e Campo Gravitacional, chegamos a conclusão que E = F / q (utilizada quando temos a carga de prova). Foi feita uma longa explicação sobre o vetor Campo Elétrico e concluímos que campo gerado por carga positiva é de afastamento e campo gerado por carga negativa é de aproximação, em termos de linhas de campo.

O cálculo do campo elétrico de cargas puntiformes:

LEI DE GAUSS

As linhas de campo proposta pelo inglês M. Faraday serviram de apoio para o modelo que temos hoje. Introduziremos o conceito de um vetor área, vetor este que sempre aponta para fora da superfície em estudo. O vetor área existe exatamente para interpretarmos o sentido das linhas e definir se elas vem de cargas positivas ou negativas.

Michael Faraday

Logo temos a Lei de Gauss, utilizando o conceito de fluxo do campo elétrico:

Podemos demonstrar que a Lei de Coulomb está contida na Lei de Gauss, enfatizando a grande importância dessa lei.

Estudo de Caso:

Mais um exercício clássico será apresentado na aula e a resolução dele você pode acompanhar abaixo:

Um pouco de História:

Aula 3 - Laboratório - Gerador de Van der Graaff

Em nossa próxima aula teremos o laboratório do Gerador de Van der Graaff. Abaixo você encontra o roteiro do Lab. Cada grupo deve ter um roteiro.

Roteiro


Simulando a Lei de Coulomb

Um pouco sobre o Gerador de Van der Graaff:

Um pouco de Diversão:

Exercícios - Aula 2

1> Qual deve ser a distância entre a carga pontual q1 = 26,0 microC e a carga pontual q2 = -47,0 microC para que a força eletrostática entre as duas cargas tenha módulo de 5,70 N?

2> Qual é o módulo de uma carga pontual cujo campo elétrico a 50 cm de distância tem módulo de 2,0 N/C?

3> Na figura abaixo, as quatro partículas são mantidas fixas e têm cargas q1 = q2 = +5e, q3 = +3e e q4 = -12e. A distância d = 5,0 micro m. Qual é o módulo do campo elétrico no ponto P?

4> A superfície quadrada da figura tem 3,2 mm de lado e está imersa em um campo elétrico uniforme de módulo E = 1800 N/C e com linhas de campo fazendo um ângulo de 35º com a normal, como mostra a figura, Tome essa normal como apontando para fora, como se a superfície fosse a tampa da caixa. Calcule o fluxo elétrico através da superfície.

5> Observa-se experimentalmente que o campo elétrico em uma certa região da atmosfera terrestre aponta verticalmente para baixo. A uma altitude de 300 m, o campo tem um módulo de 60,0 N/C; a uma altitude de 200 m, o módulo é 100 N/C. Determine a carga em excesso contida em um cubo com 100 m de aresta e faces horizontais a 200 e 300 m de altitude.

Lei de Coulomb e Campo Elétrico

Discutiremos a Lei de Coulomb, onde a Força eletrostática depende da carga que os corpos possuem (diretamente proporcional). A força eletrostática também depende da distância entre os corpo (inversamente proporcional). E por último depende do meio material, representado pela constante eletrostática.

Resolveremos alguns exercícios, onde se destaca nosso primeiro problema clássico. Encontrar a posição para uma terceira carga anular sua força resultante mediante a outras duas cargas.

Campo Elétrico

Para entendermos o Campo Elétrico é interessante realizar uma analogia com o Campo Gravitacional. Ao fazermos isso, podemos comparar as expressões P = m . g e F = q. E. Onde, P é Peso, m é a massa e g é a aceleração da gravidade. F é a força eletrostática, q é a carga de prova e E é o campo elétrico. Em aula veremos que o campo gerado por carga positiva é de afastamento e campo gerado por carga negativa é de aproximação, em termos de linhas de campo, temos:

Aula de Campo Elétrico na UNICAMP: