AULA 3 - Eletricidade Básica - FIC

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As Forças Elétricas

Em 1785, Charles Augustin Coulomb (1736-1806) fez uma série de medidas.

Mediu as forças elétricas entre duas pequenas esferas carregadas. Percebeu que algumas esferas atritadas em diferentes materias eram atraídas entre si. Já outras, depois de atritadas com outros materiais, repeliam-se.

Ele descobriu que a força dependia do valor das cargas e da distância entre elas.

E, através de muitas experimentações, descobriu uma relação fixa:

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A força é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre as cargas.

Ou seja, quanto maior a distância, muito menor a força:

Quanto menor a distância, muito maior a força:

A força é diretamente proporcional ao valor da carga total em cada um dos corpos:

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Campo Elétrico

Campo Elétrico é o campo estabelecido ao redor do corpo, em todos os pontos do espaço, sob influência de uma carga geradora de intensidade Q.

A equação do campo elétrico é dada por:

O campo elétrico pode ter pelo menos quatro orientações diferentes de seu vetor devido aos sinais de interação entre as cargas, quando o campo é gerado por apenas uma carga, estes são:

Quando uma única partícula é responsável por gerar um campo elétrico, este é gerado em um espaço que a circunda, embora não esteja presente no ponto onde a partícula é encontrada. Este campo é chamado de puntiforme.

Tensão Elétrica

Potencial elétrico

Vimos que uma carga elétrica gera em seu redor um campo elétrico.

Dá-se o nome de potencial elétrico à medida associada ao nível de energia potencial de um ponto de um campo elétrico.

Colocando uma carga de prova q em um ponto P de um campo elétrico, essa carga adquire uma energia devido ao potencial elétrico deste ponto.

Em outras palavras, a carga de prova vai ser atraída ou repelida, e vai sofrer um deslocamento, em função disto. Toda força que provoca um deslocamento, está realizando um trabalho.

A unidade de medida do potencial elétrico é o Volt [V].

O potencial elétrico, medido em Volts (V), é definido, então, como o trabalho da força elétrica sobre uma carga eletrizada, no deslocamento entre dois pontos.

Diferença de potencial (ddp)

Considerando dois pontos A e B, e o valor do potencial no ponto B sendo nulo, então o potencial será dado por:

Como sabemos, neste deslocamento a força elétrica estará realizando um trabalho que vamos designar τ_AB.

Em outras palavras, τ_AB representa uma certa quantidade de energia que a força elétrica F transfere para a carga q, em seu deslocamento de A para B.

A grandeza que relaciona o trabalho que a carga q realiza é definida como diferença de potencial, ou tensão elétrica, conforme a fórmula abaixo:

Onde:

V_A: Potencial elétrico no ponto A [V]

T_AB: trabalho para deslocar uma carga do ponto A ao ponto B [J]

q: Carga elétrica [C]

O campo elétrico que existe entre um corpo com potencial elétrico V_A e outro corpo com potencial elétrico V_B separados por uma distância d_AB, conforme mostra a figura abaixo, é definido por:

A tensão elétrica V, medida em Volts [V] é a diferença de potencial elétrico entre dois pontos.

A tensão elétrica indica o TRABALHO que deve ser realizado, por unidade de carga, contra um campo elétrico, para se movimentar uma carga qualquer.

Tipos de Fonte de Tensão

Símbolos de fonte de tensão. (a) Fonte de tensão contínua. (b) Fonte de tensão alternada.

Fontes:

Baterias:

Geradores de função CA:

Usinas de geração:

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