Aula 17 de Instrumentação II- Eletricidade e eletromagnetismo. UFCG-2022.2-Com Resoluções de questões do ENEM, pelo Professor Rafael, nesta quarta, 17

 INSTRUMENTAÇÃO II-UFCG-2022.2

Curso de Licenciatura em Física do  Campus Cuité, 17-5-23.

 Circuito Simples é composto por um resistor de resistência elétrica R'(podendo ser uma lâmpada), ddp(deferença de potencial) ou tensão elétrica=U de uma fonte de energia elétrica, podendo ser uma bateria,  percorrido por uma  corrente elétrica i. A convenção do sentido da corrente elétrica é o sentido da partícula com carga elétrica positiva. Por isso, escolhi o sentido indicado pela seta vermelha

U=Ri 

(Quem ver ri)

A tensão elétrica é diretamente proporcional a corrente elétrica i. A resistência elétrica é diretamente proporcional ao comprimento do fio e inversamente proporcional a área da seção transversal A, ou seja,

R=ᑭL/A,

sendo L o comprimento, A a área e ᑭ a constante de proporcionalidade denominada de resistividade.

Em um circuito com Resistência R, a potência dissipada pelo efeito Joule torna-se:

P=Ui=U²/R,    

com a diferença de potencial(ddp) ou tensão elétrica U.             

Exemplo 1) Questão do ENEM 2013. Um chuveiro elétrico é um dispositivo capaz de transformar a energia elétrica em energia térmica, o que possibilita o amento da temperatura da água. Considere que um chuveiro elétrico de 110V é instalado em uma rede elétrica de 220V. O que acontece com a resistência para que seja preservado a mesma potência do chuveiro?

Resposta.

Como P=U²/R. Se a tensão elétrica(dddp) duplicou,  passando de 110V para  220V, para não alterar a potência, devemos trocar a resistência por outra de resistência 4 vezes maior. Pois, a ddp aparece ao quadrado e ao ser aumentada em duas vezes, o numerador vai contribuir com um fator 4. Como a resistência está no denominador, a nova resistência deverá aumentar em 4 vezes. 

Como R=ᑭL/A, vemos que se a Resistência R foi aumentada em 4 vezes, a área A deve diminuir na mesma proporção, ou seja, A=4a, onde a é a área da seção reta do fio da resistência original.

Exemplo 2)  Associação de duas lâmpadas, na primeira elas estão ligadas em série(positivo com negativo) e na segunda associção as lâmpadas estão ligas em paralelo(positivo com positivo e negativo com negativo). 

Atividade de hoje: cada estudante deve montr sua associação de lâmpadas ligas em série e em paralelo com duas ou mais lâmpadas, podendo serem lâmpdas de 12 V ou 1,5 V.

Circuitos elétricos com uma fonte de 12 volts.

Na aula anterior da disciplina de instrumentação III, o professor Rafael Rodrigues explicou como montar um kit com associação de resistores ligados em série e em paralelo. Ele utilizou uma fonte de 12V, que ligado na rede transforma a voltagem de 220V para 12V.

O professor Rafael usou a sua fonte de 12V e, por isso, ele conseguiu acender as lâmadas de 12V. Isso é importante, para evitar a alta tensão elétrica da rede de 220V da UFCG, campus Cuité.

Veja mais

Ligando as lâmpadas usando uma fonte de 12 V, que transforma a tensão elétrica de 220V de corrente elétrica alternada para 12V de corrente continua.

A carga elétrica é uma propriedade característica dos constituintes internos da matéria. Um corpo neutro de eletricidade, significa que ele tem o mesmo número de cargas posivita(prótrons) e negantiva(elétron). 

 Atritando o canudo de beber água de coco com um pedaço de papel higiênico ele adquire eletricidade negativa. Ao aproximar o canudo eletrizado do quadro, ele induz uma separação das cargas, repelindo os elétrons e naquele local da parede fica com eletricidade positiva. Neste caso, a parede atrai o canudo. 

Atenção! Não  devemos jogar  os canudos de plástico no lixo, pois eles  poderão chegar até os rios e oceanos. Vi um vídeo recente com uma tartaruga sofrendo com um canudo no nariz. 

Observe, que é um abuso de linguagem dizer que a carga positiva atrai a carga negativa. São os corpos carregados de eletricidade que exercem força um sobre o outro.

Os elétrons são responsáveis pela eletricidade. Os prótrons estão presos no núcleo dos átomos por uma força de interação forte. Quando um corpo ganha elétrons ele fica carregado negativamente e se o corpo perde elétrons ele fica carregado positivamente.

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