Eletrodinâmica

~> A corrente elétrica

1.     Está ligado à antiga concepção de eletricidade como um fluido.
2.     Ocorre quando os portadores de carga elétrica - elétrons em sólidos e elétrons ou íons em líquidos e gases -, mesmo em trajetórias irregulares, movimentam-se em um mesmo sentido, devido ao surgimento de um campo elétrico.
3.     Pode ser:
        3.1     Contínua: Gerada por um campo elétrico constante, há um movimento com sentido único.
        3.2     Alternada: Gerada por um campo elétrico oscilante, os portadores de carga não se deslocam, mas oscilam em torno de posições fixas.

4.     Admite-se o sentido da corrente elétrica como o sentido do movimento dos portadores de carga positiva (do positivo para o negativo), entretanto o sentido do movimento dos elétrons e ânions é inverso ao da corrente elétrica. 

~> Intensidade da corrente elétrica ( i )

-É a quantidade da carga elétrica (Δq) que passa por uma seção normal em um determinado tempo (Δt)   

i = Δq/ Δt     ou      i = n ^. e / Δt

-A unidade de medida da intensidade da corrente elétrica no S.I.  ( C/s) é o Ampère (A), havendo seus submúltiplos como o mileampère ( mA= 10 ^-3 A) e o microampère ( µA= 10 ^-6 A)

~> Resistência elétrica( R) e Lei de Ohm

- Por meio de experimentos percebeu-se que condutores diferentes ou percorridos por correntes de menor intensidade oferecem maior resistência ao movimento dos portadores de carga elétrica. Assim admite-se essa resistência elétrica como razão entre a diferença do potencial (V) e a intensidade da corrente elétrica (i).

R= V/i    ou V= R^.i

- A unidade de medida da resistência elétrica do S.I. (V/A) e Ohm (Ω) ômega
-Essa última é conhecida como Lei de Ohm e quando um condutor elétrico obedece a ela é chamado de Resistor Ôhmico

~> Resistores
-Componentes destinados, em geral, a limitar a corrente elétrica. São representados simbolicamente dos seguintes modos:  

~> Potencial elétrico (P)
-É a potência desenvolvida ao se atravessar um resistor. É determinada por:

P= V ^. i           ou             P = R ^. i ²         ou            P= v²/ R

-Se  P= τ/Δt, podemos determinar a energia elétrica (E) utilizada por um aparelho elétrico por meio da expressão:    E= P Δt

 ~> Resistividade (ρ)

- Por meio de experimentos pode-se afirmar que a resistência elétrica depende do comprimento do fio (l), da área da seção normal (S) e do material que constitui o fio. Assim :   R= ρ^.l/S

- ρ é a resistividade (constante) de um material e depende da temperatura (α é o coeficiente que determina a variação de resistividade por °C). Veja abaixo uma tabela com a resistividade de alguns materiais e as formulas utilizadas para definis a resistividade:

ρ = R^.S/l    ou    ρ = ρ₀[1 + α(t – t₀)]

Material	Resistiviade r (W.m)	Coef. de Temp. a (Co)-1
Condutores
Prata	1,58´ 10-8	0,0061
Cobre	1,67´ 10-8	0,0068
Alumínio	2,65´ 10-8	0,0043
Tungstênio	5,6´ 10-8	0,0045
Ferro	9,71´ 10-8	0,0065
Semicondutores
Carbono (grafite)	(3 - 60) ´ 10-5	-0,0005
Germânio	(1 - 500) ´ 10-3	-0,0500
Silício	0,1 - 60	-0,0700
Isolantes
Vidro	109 - 1012
Borracha	1013 - 1015

- Aplicações da resistividade: resistência elétrica de aquecimento e reostatos (instrumentos de laboratório utilizado para gastos a intensidade de corrente elétrica)

 ~> Associação de resistores:

-Em série:

Rs= R₁+R₂₊R_3+...+R_n

-Em paralelo:

1/ Rp= 1/R₁+1/R₂+1/R₃+...+ 1/R_n

-Misto

 -  A dica é encontrar primeiro o valor das paralelas para depois utilizar como em série.

~> Geradores químicos e força eletromotriz (ε)

- Força eletromotriz é o nome dado pelos físicos antigos para a capacidade de um gerador de produzir quantidades contínuas e uniformes de carga elétrica. Força eletromotriz é a razão entre o trabalho realizado e a quantidade de carga: 

ε =  τ/ Δq

- A unidade de medida da força eletromotriz no S.I.( τ/C) é o volt (v)

-Como todo corpo que tenha passagem de portadores de carga, o gerador oferece certa resistência. Por isso ele é representado pelo seguinte modo:

Como τ= q.v então ε = v, assim podemos representar a diferença de potencial (V) nos terminais do gerador é:      V =ε - v_r   ou   V =ε - ri

~> Potência (P) e rendimento ( η)

- Multiplicando V = ε - Ri por i obtemos Vi = εi - Ri², se vi, εi e Ri² representam potência elétrica e Pu= Pt - Pd, então:

Pu= Vi           Pt=εi             Pd= Ri²

-Sendo  η= Pu/Pt , então:

η= V /ε

~> Circuitos elétricos
- São os ciclos percorridos por uma corrente elétrica para fazer funcionar um objeto. O gerador é essencial, para um circuito elétrico, e além dele e dos resistores temos:

1. Receptores:
 Semelhantes aos geradores, porém apresenta a Força contra-eletromotriz (ε’) que transforma parte da energia elétrica em outro tipo de energia.

2. Amperímetros:

- Medidores da intensidade da corrente elétrica;
- A resistência interna deve ser desprezível em relação ao circuito.


3. Voltímetros:                                         

- Medidores da diferença de potencial;

-A intensidade da corrente elétrica desviada para ele deve ser mínima.

4. Chaves: 

               

- Ligam/desligam, desviam ou invertem a corrente elétrica de um circuito ou parte dele.



5. Fusível, disjuntos, chave magnética, relés:

- Impedem que a intensidade da corrente ultrapasse certo nível

~> Relação de dispositivos em um trecho do circuito:

Vb - Va  = ∑ ε -  ∑ ε’ - ∑ ( R+r+r’) i

~> Relação de dispositivos em um circuito:

i = ∑ ε - ∑ ε’ / ∑ ( R+r+r’)