Aula 13- Instrumentação II-UFCG-2021.2-Potência elétrica e Consumo de energia elétrica. Professor Rafael, nesta quinta, 30. Veja o vídeo.

 No final do  vídeo abaixo da disciplina de  Instrumentação em ciência da Natureza e suas Tecnologias II, o professor Rafael Rodrigues fala também de dois  mini-cursos sob títulos 

1) Teoria de grupos aplicada a mecância quântica 

e 

2) Equação de Estabilidade  em Teoria de Campos Bidimensionais e a SUSY MQ.

  Inscrições grátis, com início a partir da segunda quinzena de julho, com direito a certificado.  Contato: rafael@df.ufcg.edu.br ou pelo whatsapp 83-996151111.

 Segue os 3 projetos propostos de construção de kits de eletrostática e verificação de material ôhmico. 

Projeto I: Eletricidade com canudos de refrigerantes. Aqui você poderá construir um pendulo eletrostático com canudo, bola de isopor e papel de alumínio. Poderá construir uma chapa condutora e usar uma seta para mostrar que o campo elétrico é perpendicular a placa carrega.

Projeto II: construir um eletroscópio de duas folhas com materiais de baixo custo.

Projeto III: capacitor.

Neste projeto, cada estudante da disciplina de instrumentação II fará o seu capacitor usando materiais de baixo custo.

Duas propostas para fazer o seu capacitor:

1)  Usar um copo pequeno de plástico e bombril.

2) Duas tiras de papel ofício  e duas tiras de alumínio com mesmas espessuras 20cm por 6cm e dois pedaços de fios rígidos. Depois de colocar a primeira folha de alumínio coloca-se um pedaço de fio. Em seguida a outra tira de papel. Ao colocar a segunda tira de alumínio sobre  a segunda tira de papel coloca-se o outro pedaço de fio. Os fios ficam um em cada lado. Finalmente enrole tudo junto formando um capacitor cilíndrico, tendo uma capacitância de pouco nanofarad(nF), 

1nF= 0,000000001F=10^-9F.  

Projeto IV: Fazer um circuito para verificar a Lei de Ohm

 Veja um multímetro, que pode ser adquiro nas lojas de eletrônicas e alguns supermercados por apenas R$40. Cada estudante deve ter o seu ou pega emprestado com algum eletricista ou técnico de oficina de eletrônica de sua cidade. Na foto abaixo, ele está sendo utilizado como um Voltímetro. 

Segue a foto de um capacímetro digital.

Como medir a capacitância de um capacitor? Você pode adquirir nas lojas de eletrônicas um multímetro que funcione também como capacímetro.

O capacitor é um dispositivo eletrônico que serve para armazenar carga elétrica(campo elétrico) e energia, devido a uma diferença de potencial. Ele é composto por duas armaduras condutoras separadas por um certo meio, sendo uma armadura condutora com carga +Q e a outra com -Q.

Veja um multímetro, que pode ser adquiro nas lojas de eletrônicas e alguns supermercados por apenas R$30. Cada estudante deve ter o seu ou pega emprestado com algum eletricista ou técnico de oficina de eletrônica de sua cidade. Na foto abaixo, ele está sendo utilizado como um Voltímetro.

Nessa posição da seta, o voltímetro está sendo usado para medir a tensão de uma rede de distribuição elétrica. Neste caso, ele está na posição de corrente alternada, o símbolo de uma curva senoidal está ao lado da letra V. Como já explicado pelo professor Rafael Rodrigues em suas Lives desta disciplina.

Símbolo, representa qualquer capacitor, por exemplo, capacitor esférico ou de placas planas e paralelas:

Verifica-se experimentalmente que a carga elétrica armazenada no capacitor é proporcional a ddp, sendo a constante de proporcionalidade C denominada de capacitância do capacitor, isto é, Q∝V, resulta em:

C=Q/V,

com V sendo a ddp e Q o módula da carga elétrica na placa condutora, em geral, são placas de metal. separadas por um material dielétrico colocada entre elas. O dielétrico é um material isolante, constituído de cerâmica, porcelana ou o ar. Note que a carga elétrica total do capacitor é nula.

Unidade no SI: F(farad). 

Veja  um Resumo da Teoria de associação mista de capacitores, visto na live da disciplina de Introdução à Física.

Veja o vídeo contendo também uma aplicação da Lei de Gauss, a primeira equação de Maxwell da teoria  eletromagnética.

 

Neste vídeo, o professor Rafael explica como acoplar  um amperímetro e um voltímetro em um circuito elétrico, para medir, respectivamente, a corrente elétrica e a tensão elétrica.

Cilindro Reto

A área da base é a área de um circulo, 

A_b= π.r²

com r sendo o raio do circulo.

π (Pi)= 3,14

A área da superfície lateral: é a área de um retângulo de comprimento h e a largura é o tamanho da circunferência de raio r, isto é, 2πr. Portanto, 

A=base x altura = 2πrh.

Volume do cilindro

V=h π.r²

Consumo de Energia Elétrica em uma residência.

Vimos que a ddp=V= trabalho eletrostático(𝝉) dividido pela carga elétrica q, ou seja,

 V=𝝉/q.

.  A unidade de trabalho e energia  no SI: J(Joule), carga elétrica C(Coulomb) e o tempo é s(segundo). Neste vídeo, o professor Rafael explica como calcular a corrente elétrica I, sabendo a potência e a tensão elétrica V(ddp). Potência(Pot)= trabalho (𝝉) dividido pelo tempo t=𝝉/t=Vq/t=VI, ou seja, a potência em termos da corrente elétrica torna-se:

Pot=VI. 

A unidade de corrente elétrica no SI: A(ampère). A energia de consumo En=trabalho eletrostático(𝝉) vezes o tempo de consumo(t), ou seja,

En=Pot x t.

Uma unidade de energia bastante usada é a seguinte Quilowatt-hora: kWh. Significa a energia consumida por um aparelho elétrico durante um certo tempo de funcionamento.

Ex: 2kWh=2x1000Wh=2000Wh. 

Em geral, o vilão de consumo de energia elétrica é o chuveiro elétrico, que tem uma potência de 3,4 kwh(quilowatts-hora). O consumo de energia de um Ferro elétrico de passar roupas  é alto também. Recomenda-se que seja passada muitas roupas de uma vez só. Pois, o ferro tem a potência de 1kwh.

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