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Carga elétrica   

É a propriedade de algumas partículas elementares que da origem a uma interação entre elas e consequentemente para o material que a contem. Na natureza aparecem cargas de dois tipos, convencionalmente designados como positivo e negativo, para distinguir duas formas de interação entre partículas. Duas partículas que tem cargas iguais (ambas positivas ou ambas negativas) interagem com repulsão uma à outra; duas partículas com cargas diferentes (uma positiva e outra negativa) interagem por atração uma com a outra. A intensidade da interação é determinada pela lei de Coulomb. A unidade natural de carga negativa é a carga de um elétron, a qual é igual mas de efeito contrario a carga positiva do próton. Em larga escala, a matéria, que é formada por um numero igual de elétrons e prótons é eletricamente neutra. Se há um excesso de elétrons o corpo esta carregado negativamente, já uma deficiência de elétrons resulta numa carga positiva. Um fluxo de partículas carregadas, especialmente um fluxo de elétrons, constitui uma corrente elétrica. A carga elétrica mede-se em coulombs, sendo a carga do elétron 1,602X10-19 coulombs.

 

Força elétrica  

Um campo elétrico é uma região do espaço onde se manifesta a ação das cargas elétricas. Esta ação verifica-se à distância, sem contato entre as cargas. Uma carga elétrica que se encontre num campo elétrico fica sujeita a uma força elétrica. Há cargas elétricas positivas e negativas. Se a carga for positiva, a força que sobre ela se exerce tem o sentido do campo elétrico. Se for negativa dá-se o inverso. O campo elétrico é originado em cargas positivas e termina em cargas negativas. O seu sentido pode representar-se por imaginárias linhas de força. Importante:

· Só age sobre um elemento.
· Entre cargas.

 

Campo elétrico  

Uma região na qual uma carga elétrica de prova fica sujeita a uma força, geralmente devido a uma distribuição de outras cargas. A intensidade do campo elétrico (E), em qualquer ponto de um campo elétrico, é definido como a força por unidade de carga de prova colocada nesse ponto. Isto é equivalente a um gradiente do potencial ao longo do campo, e é medida em volts por metro. Em alternativa a intensidade de campo pode ser descrita pelo seu deslocamento elétrico D. A razão D/E para medições feitas no vácuo é a constante elétrica e0 . Numa substancia o gradiente do potencial observado é reduzido pelo movimento de elétrons, assim, D/E parece que aumenta: a nova razão (e) é designada por permissividade da substancia. Um campo elétrico pode ser criado por uma carga isolada, neste caso, a intensidade do campo, a uma distancia r da carga pontual Q, é dado por E=Q/4pr2e , onde e é a permissividade do meio. Um campo elétrico pode também ser criado por um campo magnético variável

 

Potencial elétrico  

Símbolo V. A energia necessária para transportar uma unidade de carga elétrica desde o infinito ate ao ponto num campo elétrico para o qual o potencial seja especifico. A unidade de potencial elétrico é o Volt. A diferença de potencial (ddp) entre dois pontos num campo elétrico, ou num circuito elétrico, é a diferença entre os valores dos potenciais elétricos nos dois pontos. O trabalho realizado para movimentar uma unidade de carga de um ponto para outro.

MINHAS PALAVRAS: É a grandeza escalar responsável por identificar (quantitativamente) a capacidade que uma região qualquer situada em um Campo elétrico(E), tem de fornecer energia potencial elétrica a uma carga, quando esta for ali colocada.

 

Linhas de força (ou linhas de campo)  

As linhas imaginarias num campo de forças, que permitem que a direçao e a intensidade do campo possam ser visualizados. Foram inicialmente usadas nos campos eletricos e magneticos; nos campos eletricos são por vezes designadas por tubos de forças , por exprimirem a sua capacidade de serem perpendiculares à superficie condutora. A tangente a uma linha de campo, em qualquer ponto, da a direçao do campo naquele ponto, e o numero de linhas por unidade de area perpendicular à força representa a intensidade do campo.

 

Superficies equipotenciais  

Num campo conservativo, superficie onde é constante o potencial de campo. As superficies equipotenciais ou são superficies fechadas ou terminam no infinito , e nunca se cruzam. As linhas de força dos campos lhe são perpendiculares. A forma da superficie da um ideia muito pictoria de como varia o campo. Se elas apresentam um minimo num ponto, diz-se que há um poço de potencial. Um sistema nesse estado so pode sair da regiao se receber um excesso de energia. Quando as superficies sobem acentuadamente, há uma barreira de potencial : para que um sistema a ultrapasse, deve ter uma energia superior à altura da barreira ou ser capaz de realizar o efeito tunel.

 

Diferença de potencial  

O trabalho necessário para levar de um ponto a outro no espaço uma unidade de carga elétrica positiva. Num campo elétrico, este trabalho, é dado pela expressão: W = U1 _ U2 , em que U1 é o valor do potencial no ponto inicial e U2 o valor do potencial no ponto final ; não depende , pois, da trajetória que une os dois pontos.

 

Permissividade elétrica 

É o cociente entre o modulo do vetor deslocamento eletrico num material, pelo modulo eletrico: e = D/E. No sistema internacional mede-se C2/N.m2 . No vacuo , permissividade é definida mediante a lei de Coulomb escrita sob a forma: e =(1/4p)(q2.q2/F.R2) . É uma constante que vale 8,85419x10-12 C2/N.m2 , e que deriva do valor da permeabilidade magnetica do vacuo(m0) pela relaçao:
e0m0 = C0-2 , em que C0 é a velocidade da luz no vacuo. A razao entre a permissividade dum material e a permissividade do vacuo é a constante dieletrica do material, também chamada permissividade relativa. A Suscebilidade eletrica(k) defini-se pela expressao: k =(e/e0) _ 1 . Como a permissividade de um dieletrico é sempre maior que a do vacuo, a suscebilidade eletrica é sempre positiva, ao contrario do que ocorre com a suscetibilidade magnetica.

E=Q/4pr2

 

Corrente elétrica  

É o movimento ordenado de cargas elétricas. Nos átomos que constituem a matéria há cargas elétricas positivas e negativas. Em certos casos, como acontece nos condutores sólidos e nos eletrólitos, as cargas elétricas podem deslocar-se através do material (se forem impulsionadas para isso). Se as cargas elétricas se deslocarem num determinado sentido, esse deslocamento é uma corrente elétrica.

 

Capacitância  

A capacitância é a propriedade que um capacitor tem de se opor a uma variação de tensão. A capacitância se comporta em relação à tensão do mesmo modo que a indutância em relação à corrente. Assim, se a tensão aplicada a um capacitor aumenta, a capacitância resiste  a essa variação. Se a tensão aplicada ao capacitor diminui, a capacitância tenta manter a tensão original. Como nos circuitos de C.A. a tensão está sempre variando, a capacitância  está sempre agindo no sentido de retardar essas variações. Sendo assim podemos dizer que a capacitância faz a tensão se atrasar em relação à corrente. Como no caso da indutância, a corrente e a tensão em um capacitor não estão em fase. Nos capacitores, a corrente está adiantada em 90º em relação à tensão.

 

Fatores que influem na capacitância:

· A Área das placas do capacitor afeta a capacitância. Se aumentarmos a área das placas a capacitância aumenta.

· A Distância entre as placas. Se aumentar a distância entre as placas a capacitância diminui.

· O Dielétrico é o material colocado entre as placas do capacitor. Conforme for o dielétrico usado (ar, mica, plástico Mylar) também varia a capacitância.

Assim um dos fatores que influem na capacitância é o material dielétrico.

 

Medidas de capacitância:  

A capacitância é simbolizada pela letra C, e é medida em Farads. A capacitância de um capacitor é a carga elétrica (em Coulomb) que deve ser passada de uma placa para a outra de modo a criar uma diferença de potencial de 1 volt entre as placas. O Capacitor é um dispositivo que armazena energia. Um Farad é a capacitância de um capacitor no qual uma carga de  1 Coulomb produz uma diferença de 1 volt entre as placas. As capacitâncias são normalmente especificadas em microfarads ou em picofrades também chamados de micro-microfarads. Quando um capacitor está carregado à uma determinada tensão de pico, a carga armazenada por ele é igual à capacitância vezes a tensão de pico. A fórmula é: Carga (em Coulombs) = capacitância (em farads)  x   tensão(Volts) Ex: Qual será a carga armazenada em um capacitor de 100 microfarads de uma tensão aplicada de  100 volts de pico ?  100 Volts x 0,0001 farad = 0,01 coulomb.

 

Dielétrico  

Um dielétrico não conduz a eletricidade. Podemos dizer, numa linguagem bastante simples, que um dielétrico é diferente de um condutor porque este tem elétrons livres, que se encarregam de conduzir a eletricidade. Assim, quando uma certa quantidade de carga elétrica é colocada num material dielétrico, ela permanece no local em que foi colocada. Ao contrário, quando esta carga é colocada num condutor, ela tenderá a se distribuir até que o campo no interior do material seja nulo.

 

Gerador elétrico  

É um equipamento que produz eletricidade. Há geradores eletrostáticos, outros que produzem corrente contínua e outros que produzem corrente alternadas.

 

Força contra-eletromotriz  

Quando as cargas elétricas passam através de algum motor e perdem energia elétrica, que se transforma em energia mecânica, o aparelho é chamado de gerador de força contra-eletromotriz. De maneira geral, qualquer aparelho que transforma energia elétrica em outro tipo de energia, que não seja energia térmica é denominado de gerador de força contra-eletromotriz, ou f.c.e.m. Um exemplo de gerador de força contra-eletromotriz é uma batedeira.

 

Força eletromotriz  

Em um circuito elétrico em que uma bateria estabelece uma corrente elétrica, ela realiza um trabalho sobre as cargas positivas para se deslocarem como o modelo da corrente convencional (da parte positiva para a parte negativa). Os dispositivos que são capazes de realizar trabalho sobre cargas elétricas que passam através deles estabelecendo uma voltagem no circuito (no nosso caso a bateria) são chamados de geradores de corrente ou geradores de força eletromotriz.

     A força eletromotriz de um gerador, geralmente é representada pela letra grega epsilon, é também chamada de eletromotrância. Se um gerador exerce um trabalho T para transportar uma carga q de seu pólo negativo para o pólo positivo, a fora eletromotriz (ou eletromotrância) é dada por: E= ±T/±Q. Sendo a unidade de força eletromotriz como J/C ou volts, em homenagem ao físico italiano Alessandro Volta. Portanto de uma bateria tem 12 V, ela realiza um trabalho de 12 J para deslocar uma carga de 1 C do pólo negativo para o pólo positivo.

 

Receptor elétrico  

O receptor é o elemento que transforma a energia elétrica em outras formas de energia, por exemplo, a lâmpada, o chuveiro, um motor etc.

 

Resistência elétrica  

Quando há uma corrente elétrica em um condutor metálico, os elétrons livres quando estão em movimento colidem entre si e também contra os átomos que formam a rede cristalina do metal. Essa dificuldade de se movimentarem é chamada resistência à passagem de um condutor. Para medir essa resistência, os cientistas definiram a grandeza resistência elétrica (devido ao que já foi mencionado) a partir desta fórmula: V = R.I ,  nesta fórmula R quer dizer resistência elétrica, V é a voltagem e I é a intensidade da corrente.
A unidade de medida de resistência elétrica é V/A, ou melhor, ohm ( Wð ), em homenagem a George Simon Ohm. Importante:

· A resistência de um condutor é diretamente proporcional ao seu comprimento.
· Quanto maior o comprimento, maior é a resistência.
· A resistência de um condutor é tanto maior quanto menor for a área de sua secção reta, ou seja, quanto mais fino o condutor, maior será a resistência.
· A resistência de um condutor depende do material que ele é feito.

 

Resistor  

O resistor elétrico ou simplesmente resistor é o componente mais elementar e mais comum em eletrônica e tem muitas aplicações em eletro-tecnica. Grandes partes dos aparelhos eletrodomésticas não são mais que aplicações de resistores. Os aquecedores elétricos de resistores são constituídos por um fio elétrico especial que aquece quando é percorrido por corrente elétrica. O resistor é o fio.

 

Resistividade elétrica  

A resistividade elétrica é uma grandeza característica de um material elétrico. Representa a resistência de um material com 1 metro de comprimento e 1 mm2 de secção. O seu valor pode determinar-se através da expressão Á = RS / l, em que Á é a resistividade, R a resistência, S a secção e l o comprimento. A condutividade é o inverso da resistividade.

 

Capacitor  

Um capacitor é simplesmente constituído por 3 peças : duas peças condutoras idênticas (armaduras) e uma peça isolante (dielétrico) colocada entre as outras duas.

Um capacitor pode armazenar energia elétrica, mas não é usado como alimentador. Para que se tornem claras as suas aplicações é preciso fazer o estudo do seu funcionamento, o que não é tão simples como no caso da resistência. As suas aplicações não são tão correntes como as das bobinas e das resistências, mas têm larga utilização em eletrônica.

 

Eletrização  

A Eletrostática estuda os fenômenos elétricos resultantes das cargas elétricas em repouso. A Eletrostática já era conhecida na Grécia Antiga. No entanto, os primeiros estudos experimentais que levaram à compreensão dos fenômenos elétricos só se iniciaram nos finais do século XVI pelas mãos do médico inglês William Gilbert e foram continuados no século XVII por outros cientistas curiosos de compreender os fenômenos de atração de uns corpos por outros previamente friccionados. De fato, uma das formas de "produzir" eletricidade é friccionar certos corpos (eletrização por atrito). Já no século XVIII, em 1733, o francês Du Fay descobriu a existência de duas formas de eletricidade diferentes. Chamou a uma vítrea (a originada em certas substâncias, como o vidro) e a outra resinosa (a originada em certas substâncias, como a resina). Em 1753, o inglês John Canton descobriu que o vidro pode produzir as duas formas de eletricidade, dependendo do material usado para o friccionar. Por isso, as designações vítrea e resinosa foram substituídas por positiva e negativa, respectivamente. O vidro friccionado com lã fica eletrizado positivamente e com flanela, negativamente. A resina friccionada com lã fica negativa e com uma folha de metal fica positiva. Outra forma de produzir eletricidade é tocar num corpo não eletrizado com outro eletrizado (eletrização por contato). Uma outra maneira de eletrizar um corpo é por indução ou por influência, o que se consegue aproximando o corpo eletrizado do corpo não eletrizado (ou vice-versa), sem o tocar.

 

Carga elementar  

A carga elementar é o valor da carga do próton ou do elétron. Serve de referencial para a quantização das cargas elétricas. e=1,6 x 10-19 C

 

 

Analogia hidráulica

Compreende-se melhor o significado de tensão elétrica a partir de uma analogia com uma situação conhecida de toda a gente. É o que se passa com a água. Se tivermos dois depósitos de água com a superfície ao mesmo nível e abrirmos a válvula que liga os dois depósitos, não haverá passagem de água de um depósito para o outro, devido às superfícies da água nos dois depósitos estarem ao mesmo nível.

  Se tivermos dois depósitos de água com níveis diferentes e abrirmos a válvula que liga os dois depósitos, haverá passagem de água do depósito com um nível superior para o depósito com o nível inferior, devido a haver uma diferença de níveis entre os dois depósitos.

 

 Situação elétrica

Se tivermos duas esferas metálicas iguais carregadas com igual concentração de cargas elétricas (potenciais elétricos iguais) e as ligarmos por um condutor, não haverá movimento de cargas de uma esfera para a outra, devido a não haver diferença de potencial entre elas.

Se tivermos duas esferas metálicas iguais carregadas com concentrações diferentes de cargas elétricas (potenciais elétricos diferentes) e as ligarmos por um condutor, haverá movimento de cargas da esfera com maior potencial para a esfera com menor potencial, devido a haver uma diferença de potencial entre elas.  

No caso representado na figura, haverá movimento de cargas da esfera da direita para a da esquerda. Este movimento de cargas (corrente elétrica) só termina quando ambas as esferas estiverem a igual potencial (diferença de potencial igual a zero). As grandezas potencial elétrico e tensão elétrica exprimem-se na unidade Volt (V).

 

 

Energia potencial elétrica  

Uma forma de energia relacionada com a posiçao de uma carga eletrica num campo eletrico. Para um corpo de carga Q e um potencial eletrico V, a sua energia potencial eletrica é Q.V . Se V for uma diferença de potencial, a mesma expressao da a energia transferida, quando a carga se move atraves da diferença de potencial.

 

Condutor elétrico  

Na verdade esta movimentação dos elétrons dentro dos corpos ocorre com maior ou menor facilidade, dependendo do material.  Existem corpos que permitem o movimento dos elétrons enquanto outros não.  Isso ocorre em função do quanto estes elétrons estão ligados ao átomo. Átomos que apresentam os elétrons (inclusive os da última camada de valência) fortemente ligados não "deixam" que estes saiam com facilidade para "circular" pelo material.  Dizemos que o material não é um bom condutor elétrico, ou seja, é um isolante elétrico (também chamado de dielétrico). Por outro lado existem átomos, como os dos metais, que apresentam os elétrons da última camada fracamente ligados.  Isso permite que eles possam "circular" pelo material com maior facilidade.  Dizemos que estes materiais são condutores elétricos.

 

Isolante elétrico  

Um isolante elétrico é um material que praticamente não conduz a corrente elétrica, devido a oferecer elevadíssima resistência. A resistividade elétrica dos isolantes está compreendida entre 1014 e 1026 OHM mm2 / m.

 

Força eletrostática  

Numa abordagem bastante geral, podemos dizer que dois corpos eletrizados interagem através da atração gravitacional e da interação eletromagnética. Esta abordagem pode ser simplificada desprezando-se a atração gravitacional frente à interação eletromagnética. Na maioria dos casos tratados aqui essa é uma boa aproximação. Podemos fazer outra simplificação, considerando apenas as cargas estacionárias. Eletrostática é esta área do eletromagnetismo que aborda interações entre cargas estacionárias ou quase estacionárias.  Coulomb descobriu, experimentalmente, que a força entre cargas q1 e q2 é dada por F= K(q1.q2/R2) onde K=1/4pe0 =8.99x109 Nm2/C2 é uma constante que tem essa forma para atender necessidades de ajustes dimensionais e para simplificar as equações de Maxwell.  eð0=8.85x10-12 C2/Nm2, é uma constante muito importante  no eletromagnetismo, denominada permissividade elétrica no vácuo. No sistema de unidades SI, a unidade de carga elétrica é o Coulomb, cujo símbolo é C.

 

Indutância  

Propriedade de um circuito elétrico, ou de um componente, que permite que seja gerada nele uma força eletromotriz, como resultado de uma variação da intensidade da corrente que passa pelo circuito(auto indutância) , ou de uma variação da intensidade da corrente que percorre um circuito próximo com o qual esta magneticamente ligado(indutância mutua). Em ambos os casos a variação do campo magnético, cuja ligaçaob por seu turno, induz a força eletromotriz. No caso da auto indutancia ,L, a força eletromotriz E gerada é dada por: E = -LdI/dt , onde I é a intensidade de corrente instantanea, e o sinal menos indica que a força eletromotriz induzida esta em oposiçao à variaçao de intensidade de corrente. No caso da indutancia mútua M, a força eletromotriz E1 = -Mdd2 /dt , onde I2 é a intensidade de corrente instantanea no outro circuito.

 

Capacitor e Dielétrico:  

O capacitor é composto por duas placas (armadura) e entre elas um dielétrico com a função de aumentar a capacidade de contenção de cargas nas placas. Podemos dizer que o capacitor funciona como um dielétrico, já que ele não deixa as cargas passarem de um lado para outro funcionando como um isolante.

 

Resistência e Capacitância  

Ambas as propriedades representam um impedimento à livre passagem da corrente elétrica. Na resistência, esse impedimento dá-se pela dissipação de energia em forma de calor. Na capacitância, ele se apresenta como uma oposição à variação na tensão. A corrente é bloqueada e os elétrons ficam retidos visando o acúmulo de carga.

 

Campo Elétrico e Potencial Elétrico  

O campo elétrico e o potencial elétrico são utilizados com o mesmo objetivo, saber qual o campo de ação de uma partícula com carga Q. As diferenças básicas encontram-se principalmente na forma como são calculados; enquanto o campo elétrico é uma grandeza vetorial, o potencial elétrico é uma grandeza escalar e ao contrário do campo elétrico, onde a carga de prova não altera o resultado final, no potencial elétrico, a carga de prova deve ser pequena o suficiente para não alterar o resultado final. Outra diferença pode ser apontada em relação às unidades SI: para potencial elétrico J/C e para campo elétrico N/C.

 

Gerador Elétrico e Receptor Elétrico  

O gerador elétrico converte energia qualquer em energia elétrica. O receptor converte energia elétrica em energia qualquer. Teoricamente, um gerador pode converter-se em receptor e vice-versa.

 

Potencial Elétrico e Diferença de Potencial  

Pode-se dizer que a diferença de potencial é na verdade uma variação do potencial elétrico entre dois pontos. Ou seja, enquanto o potencial elétrico é calculado entre uma carga principal e uma carga de prova, a diferença de potencial é calculada entre dois pontos.

 

Linhas de Força e Superfícies Equipotenciais  

As linhas de força representam graficamente a atuação do campo elétrico. Dessa forma, elas têm as mesmas características do vetor campo elétrico. As superfícies equipotenciais, por sua vez, são um meio de representar graficamente os pontos em que o potencial elétrico é constante. Um conjunto de pontos no espaço forma uma superfície. Também, tem-se que as linhas indicam o sentido do campo, enquanto a superfície define o valor do potencial naquele ponto.

 

Capacitor e Campo Elétrico  

A principal relação entre capacitor e campo elétrico é que, entre as armaduras do capacitor, forma-se um campo elétrico.

 

Capacitor e Resistor  

Tanto um capacitor quanto um resistor "atrapalham" o trajeto da corrente elétrica. A diferença básica entre eles se refere a forma como são tratadas as cargas dentro dos componentes. Enquanto o resistor tem como objetivo "barrar" a carga em movimento, o capacitor tem como função conter estas cargas em suas placas.

 

Campo Elétrico e Linhas de Força  

As linhas de força são utilizadas para indicar a direção e o sentido do campo elétrico, quanto mais agrupadas as linhas de força estiverem, maior será o campo elétrico, conseqüentemente, quanto mais separadas as linhas de força estiverem, menor será o campo. Conseqüentemente, a direção do campo elétrico será a mesma das linhas de força, o mesmo ocorrerá para o sentido dessas linhas que será o mesmo do campo em questão.

 

Campo Elétrico e Força Elétrica  

Primeiramente deve-se dizer que só existe força elétrica entre duas ou mais cargas e nunca entre uma carga e um ponto, ao contrário do campo elétrico que por não depender de uma carga de prova, pode se calcular o campo elétrico que uma carga Q empenha em um ponto P. Para o cálculo da Força elétrica são necessárias duas cargas, Q e q, já para o cálculo do campo elétrico, é necessária somente uma carga, a carga Q que é a carga que produz o campo. A relação entre força e campo elétrico é caracterizada por: E= F/q

 

Condutor e Isolante  

Condutor elétrico é todo material que permite a fácil passagem de corrente elétrica. Isolante elétrico é todo material que impede a passagem de corrente elétrica. Não existem condutores ou isolantes perfeitos. Dessa forma, todo material acaba sendo um meio-termo, nas suas devidas proporções.

 

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