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quarta-feira, 3 de maio de 2023

Aula 13-Instrumentação em Ciência e suas Tecnologias II. Corrente Elétrica e Campo Magnético, UFCG-2022.2, professor Rafael, nesta quarta, 3

 

Nesta foto, vemos o professor Rafael com o professor Jabes da escola estadual Orlando Venâncio de Cuité-PB.

Definição de corrente elétrica.

A corrente elétrica é o movimento ordenado de partículas carregadas atravessando uma certa área transversal, por unidade de tempo, ou seja, devido a uma tensão elétrica,
I=q/Δt, 
 com q sendo a carga elétrica e Δt(tempo final menos o tempo inicial) é o intervalo de tempo. A unidade de medida de corrente elétrica no sistema internacional (SI) de medida é ampere (A). Logo, o ampere é definido como Coulomb por segundo, isto é, 1A=C/s.

A unidade de corrente elétrica no SI é em homenagem ao Físico Francês André Marie Ampère (1775-1836).

Qual a relação entre corrente, tensão elétrica (diferença de potencial elétrico-ddp) e resistência elétrica? Verifica-se experimentalmente que a ddp é proporcional a corrente elétrica e a constante de proporcionalidade é R-resistência elétrica. Portanto, em geral no circuito simples, tendo um resistor com a residência elétrica R e submetido a uma corrente elétrica I, temos:


V=RI (Quem vê Ri.)

Portanto, sabendo a resistência elétrica e a tensão elétrica (voltagem), a corrente elétrica torna-se:
I=V/R.

Nos condutores, quando ocorre movimento ordenado dos elétrons dizemos que ali tem corrente elétrica. Mas, pode ocorrer corrente elétrica devido a movimento de íon positivo ou negativo, por exemplo no processo de eletrólise. O íon é um átomo com excesso de carga elétrica positiva ou negativa, devido a perda de elétron ou o ganho de elétron pelo átomo.

A carga elementar é representada por

e=1,6x10-19C.

Portanto, se o átomo perde 3 elétrons ele fica com carga q=3e>0, se ele ganhar 4 elétrons ele fica com carga q=-4e<0.

Quantização da carga elétrica

Vimos na aula 02, que a carga elétrica existente na Natureza é um número inteiro positivo ou negativo da carga elementar, ou seja,

q=+ne ou q =-ne, n=1,2,3,4, ....

Por que ao invés de alumínio utiliza-se o fio de cobre nas instalações elétricas nas residência?
Porque quando passa a corrente elétrica o condutor esquenta e o fio de cobre suporta altas temperaturas.

Lei de Ohm

O que é um material ôhmico? É todo condutor em que ao medirmos a voltagem (ou tensão) e a corrente em dois pontos, encontramos uma proporcionalidade entre ambas grandezas físicas, ou seja,
V/I=constante=R.

Note que a equação R=V/I vale em geral, mesmo que o material não seja ôhmico. Portanto, o que chamamos de lei de Ohm é quando a resistência for constante.

A unidade de resistência elétrica no SI é Ω, em homenagem ao físico alemão Goerg Simon Ohm.

A resistência elétrica pode ser entendida como sendo a dificuldade para a corrente passar em um condutor. Uma visão macroscópica da resistência elétrica seria um tabuleiro de prego, tendo um pequeno espaço entre os pregos suficiente para um moeda passar. Coloque a tábua em pé e ao soltarmos uma moeda na parte superior ela terá dificuldade de passar batendo nos pregos até chegar no final do percurso.

Campo magnético B

A força magnética de uma partícula com carga elétrica q e velocidade v penetrando em um um campo magnético de intensidade B, em intensidade torna-se:
F_m=qvB

Pois, verifica-se que a força magnética F_m é proporcional a carga elétrica q, perpendicular ao vetor velocidade v e ao vetor campo magnético B.

Regra da mão direita

A palma da mão indica o sentido do vetor força magnética, o dedo polegar indica o sentido do vetor velocidade e os demais dedos da mão direita o sentido do vetor campo magnético.

O campo eletromagnético se propaga em uma direção perpendicular a vibração de ambos campos elétrico e magnético. Veja a onda eletromagnética se propagando.


A força magnética de um campo magnético de intensidade B gerado por  um fio com corrente i e comprimento L, torna-se:
F_m=BiL

Descobertas de Nikola Tesla na Eletricidade


O cientista Nikola Tesla (1856 – 1943) afirmava que suas invenções eram criadas com informações advindas de seres extraterrestres.


Na década de 90 do século 19, Nikola Tesla tinha revolucionado o mundo com suas invenções para aproveitar a eletricidade, dando-nos o motor elétrico de indução, corrente alternada (AC), radiotelegrafia, o controle remoto de rádio, iluminação fluorescente e outras maravilhas científicas. Na realidade, era polifásico de Tesla corrente alternada e corrente contínua Thomas Edison, para inaugurar a era tecnológica moderna. Tesla não era para descansar sobre os louros, mas continuou a fazer descobertas fundamentais nos domínios da energia e da matéria. Ele descobriu raios cósmicos décadas antes e Millikan foi o primeiro a desenvolver raios-X, o tubo de raios catódicos e outros tipos de válvulas. No entanto, a descoberta potencial mais significativo de Nikola Tesla era que a energia eléctrica pode ser propagada através da terra e também em torno dele numa área atmosférico chamado a cavidade Schumann. Estende-se a partir da superfície para a ionosfera do planeta, na altura de cerca de 80 km. As ondas eletromagnéticas de freqüência extremamente baixa em torno de 8 Hz (Ressonância Schumann, ou a pulsação do campo magnético da Terra) Viajando com praticamente nenhuma perda para qualquer ponto do planeta. O sistema de distribuição de energia de Tesla e sua dedicação à energia livre significava que com o dispositivo elétrico apropriado ajustado corretamente na transmissão de energia, qualquer pessoa no mundo pode chamar de seu sistema.
Leia mais sobre Tesla,

Bobina de Tesla projeto Energia WIFI.


Leia mais.

Como vimos, na  eletrostática a carga elétrica dura muito pouco. Para que tenhamos uma corrente duradoura é necessário que seja mantido a ddp. Quando a ddp cessar a corrente acaba. Portanto, é  necessário geradores potentes para produzir corrente  elétrica. No caso das hidrelétricas, como a de Paulo Afonso, a ddp é mantida devido a constante queda d'água, fazendo as turbinas gerar a corrente elétrica através do atrito e do magnetismo, percorrendo uma grande distância até chegar em nossas residências.  

Existem outros tipos de geradores de corrente elétrica, obtidos através da  energia solar e energia química.

Matéria relacionada, projeto de eletrização com Canudos de Refrigerante, a quem interessar, clique em,


 Blog rafaelrag

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