Electromagnetismo

ØEfeito magnético da corrente eléctrica

A corrente eléctrica cria á sua volta um campo magnético

O campo magnético crido pela corrente altera-se quando o sentido da corrente muda

O campo magnético é mais forte quando a intensidade da corrente aumenta.

Aplicações do efeito magnético da corrente

Nas diversas aplicações práticas do efeito magnético da corrente eléctrica há um enrolamento de fio ou bobina

A bobina percorrida pela corrente eléctrica, actua como se de um íman se tratasse, tendo:

Como polo sul a extremidade onde entra a corrente eléctrica

Como polo norte a extremidade onde sai a corrente eléctrica

Electroímanes

  Os electroímanes são constituídos por um enrolamento de um fio em torno de um núcleo de ferro.

Quando a corrente eléctrica percorre o enrolamento, cria um campo magnético e o núcleo de ferro magnetiza-se, tornando-se um íman.

Quanto maior é o numero de espiras do enrolamento mais forte é o electromagnetismo

Quando corrente é desligada, o núcleo de ferro deixa de estar magnetizado.

Sistemas eléctricos

ØUtilização da electricidade

Regras de segurança

•Não deves ligar muitos aparelhos eléctricos à mesma tomada

•Não deves desligar as fixas das tomadas puxando pelos fios

•Não dever tocar nos interruptores nem ligar aparelhos com as mãos molhadas

•Não deves substituir uma lâmpada fundida com o aparelho ligado à corrente

•Não deves subir a um poste eléctrico

ØO que é um circuito eléctrico?

   Os aparelhos eléctricos só funcionam quando os ligamos convenientemente a uma fonte de energia eléctrica.

Os aparelhos eléctricos recebem energia eléctrica que transformam noutros tipos de energia, por isso, se chamam receptores de energia.

   Quando se liga convenientemente um receptor a uma fonte de energia eléctrica, diz-se que se estabelece um circuito eléctrico fechado.

Informações importantes

•Todos os dispositivos eléctricos têm dois terminais

Nas pilhas, os terminais chamam-se pólos, pólo positivo e o polo negativo

•Há dispositivos chamados interruptores que permitem ligar e desligar os receptores também têm dois terminais.

Quando o interruptor está abeto, o circuito está interrompido: a corrente eléctrica está desligada

Quando o interruptor está fechado, o circuito não está interrompido: a corrente eléctrica está ligada.

•Para ligar diferentes dispositivos de um circuito usam-se os fios de ligação

•Se um dos terminais da lâmpada não está ligado à pilha, se o interruptor não está fechado ou se os dois terminais da lâmpada estão ligados ao mesmo pólo da pilha, a lâmpada não acende.

•Um circuito eléctrico fechado é um caminho para a corrente eléctrica. Nos circuitos eléctricos, o sentido convencional da corrente é do pólo positivo da pilha para o pólo negativo

Como se esquematiza um circuito eléctrico

ØCircuitos eléctricos em série e em paralelo

Num circuito com duas lâmpadas em série, uma é ligada a segui á outra existindo um só caminho para a corrente eléctrica. 

 

Num circuito com duas lâmpadas em paralelo cada uma é instalada numa ramificação diferente existindo mais do que um caminho para a corrente eléctrica.

 

Quais são as vantagens e as desvantagens destes circuitos

Nos circuitos em série, como há um só caminho para a corrente eléctrica verifica-se que:

• O interruptor, qualquer que seja a sua localização, comanda todas as lâmpada

• quando se retira uma das lâmpadas, ou se uma delas funde, todas se apagam

• quando se aumenta o número de lâmpadas a luminosidade de cada uma diminui

Nos circuitos em paralelo como há vários caminhos para a corrente eléctrica, verifica-se que:

•O interruptor instalado no circuito principal comanda todas as lâmpadas mas instalado numa das ramificações comanda apenas uma

•Quando se retira uma das lâmpadas, ou quando uma delas se funde, as outras permanecem acesas

•Quando se aumenta o numero de lâmpadas a luminosidade de cada uma mantêm-se


ØDiferença de potencial e intensidade da corrente

Diferença de potencial de fontes de energia

   A diferença de potencial de uma fonte de energia relaciona-se com a energia que fornece á unidade de carga eléctrica que atravessa o circuito. Quanto maior for a diferença de potencial da fonte de energia de um circuito, mais energia é fornecida ás cargas eléctricas do circuito.

  A diferença de potencial representa-se por U ou V. É habitual escrever abreviadamente d.d.p

  A unidade SI desta grandeza é o volt, símbolo V. A d.d.p mede-se com aparelhos chamados voltímetros

Como se mede a d.d.p?

 Para se medir a d.d.p de uma fonte de energia estabelece-se um circuito eléctrico fechado entre a fonte e o voltímetro.

A diferença de potencial nos terminais da associação de pilhas em série é igual á soma das diferenças de potencial nos terminais de cada pilha

  Isto significa que a associação de pilhas em série fornece mais energia a cada carga de circuitos eléctricos do que uma só pilha

Diferença de potencial nos terminais dos receptores

A diferença de potencial nos terminais de um receptor relaciona-se com a energia eléctrica transformada pelo receptor noutros tipos de energia.

 Para medir a diferença de potencial nos terminais de um receptor liga-se um voltímetro aos dois terminais sempre em paralelo.

A diferença de potencial nos terminais da lâmpada é igual á diferença de potencial nos terminais da pilha.

  

 Intensidade da corrente

A intensidade da corrente é outra grandeza física que caracteriza a corrente eléctrica. Representa-se pela letra I.

  O ampere, símbolo A, é a unidade de SI da intensidade da corrente.

  A intensidade da corrente eléctrica mede-se com aparelhos chamados amperímetros

   Ao contrário do que acontece aos voltímetros, os amperímetros instalam-se em série

ØO que é a resistência eléctrica?

A resistência eléctrica relaciona-se coma oposição que os condutores oferecem à passagem da corrente eléctrica.

 A resistência eléctrica é uma grandeza física que caracteriza os condutores eléctricos. Representa-se por R.

 A unidade SI de resistência chama-se ohm.

Resistência do condutores e intensidade da corrente

Quanto menor a resistência eléctrica dos condutores maior a intensidade da corrente nos circuitos eléctricos.

Quanto maior é a resistência eléctrica dos condutores menor é a intensidade da corrente nos circuitos eléctricos.

Como se mede a resistência eléctrica

Os aparelhos chamados ohmímetros medem a resistência eléctrica dos condutores.

Valor da resistência eléctrica

Lei de Ohm

Há condutores cuja resistência eléctrica tem sempre o mesmo valor, qualquer que seja o circuito eléctrico onde estão instalados não dependendo da intensidade da corrente e da diferença de potencial a que estão sujeitos- chamam-se condutores óhmicos.

Outros condutores têm resistência diferente em circuitos eléctricos diferentes são condutores não óhmicos.

Lei de ohm

A diferença de potencial nos terminais de qualquer condutor metálico filiforme e homogéneo, a  temperatura constante, é directamente proporcional à intensidade da corrente que o percorre

De que depende a resistência dos condutores

A resistência dos condutores depende do seu comprimento

A resistência dos condutores depende da sua espessura

A resistência dos condutores dependa do material de que são feios

ØEnergia eléctrica e potência eléctrica

Energia electrica

Das facturas da electricidade constam, entre outros elementos, a energia consumida em KWh, o período de tempo a que o consumo se refere, o preço de cada KWh e o total a paar, A energia referida na factura relaciona-se com os consumos de todos os aparelhos eléctricos utilizados no correspondente período de tempo.

Potência eléctrica

A potencia de um receptor mede  a energia eléctrica consumida pelo receptor transformada noutra ou noutras energias, por unidade de tempo.

Os aparelhos que medem a potencia eléctrica chama-se wattimetros.

Potencia dos receptores e a intensidade da corrente

O produto da diferença de potencial nos terminais de um  receptor pela intensidade da corrente que o percorre é igual ao valor da potencia do receptor.

Nas nossas casas, todos os aparelhos eléctricos que ligamos as tomadas da rede ficam sujeitos a diferença de potencial de 230V.

Quanto maior for a potencia do aparelho eléctrico, maior será a intensidade da corrente no circuito em que esta instalados.

Energia eléctrica e a intensidade da corrente

A energia eléctrica consumida por um receptor e transformada noutras energias também se pode relacionar coma diferença de potencial e a intensidade da corrente.

        

                                   E=UxIxt

Lei de Joule

A energia eléctrica transformada em energia térmica num receptor é directamente proporcional à resistência do receptor, ao quadrado da intensidade e ao tempo de funcionamento.

Leis de Newton

Existem 3 leis:

-Lei da Inércia
-Lei fundamental da dinâmica
Lei da acção-reacção

Lei da Inercia:


Qualquer corpo permanece em repouso ou em movimento rectilíneo uniforme se o conjunto de forças que nele actuam tem resultante nula.

Exemplo:
Quando há acidentes de carros ou de motas, os condutores ou os passageiros, se existirem, são projectados para a frente. Ou seja, os corpos adquirem a velocidade com que estavam a viajar.




Lei Fundamental da Dinâmica

A força resultante do conjunto de forças que actuam num corpo produz nele uma aceleração com a mesma direcção e o mesmo sentido da força resultante, que é tanto maior quanto mais for a intensidade da força resultante

Se existe a acção de forças ou a resultante das forças actuantes sobre um corpo não é nula, ele sofrerá a acção de uma aceleração inversamente proporcional à sua massa.

                                                    Fr= m x a

A equação acima envolve a resultante das forças, isto é, o efeito combinado de todas as forças que actuam no corpo.

Lei da Acção-Reacção

Quando dois corpos estão em interação, à acção de um corpo sobre outro corresponde sempre uma reacção igual e oposta que o segundo corpo exerce sobre o primeiro.

As forças descrevem a interacção dos corpos, actuando sempre aos pares, ou seja, quando um corpo exerce uma força sobre outro, o segundo exerce também uma força sobre o primeiro. Uma destas forças chama-se acção e a outra reacção, por isso o conjunto das duas forças constitui um par acção - reacção. As forças de acção e reacção são iguais em intensidade (módulo) e direcção, mas possuem sentidos opostos. Actuam em corpos diferentes, nunca se anulando.

 

Forças

O que são?
A força é aquilo que pode alterar o estado de repouso ou de movimentos de um corpo. Pode-se definir força, como a causa de qualquer modificação no estado de um corpo. É uma grandeza vectorial, a unidade no S.I: Newton (N)

Efeitos:
-pode provocar a deformação
-pode mudar a direcção, o sentido e o valor de velocidade
-alterar o estado de repouso ou de movimento dos corpos

Características de um vector fora


-ponte de aplicação
-direcção
-sentido
-intensidade

Como se medem?


As forças medem-se com um dinamómetro na escala em Newton(N)

Sistema de forças 2 ou mais forças aplicadas no mesmo corpo


Força resultante


-o resultado dos efeitos de todas as forças aplicadas no mesmo corpo é igual ao de uma única força, força resultante
-Chama-se força resultante do conjunto de forças que actuam no mesmo corpo a uma força equivalente a esse conjunto

Resultante de duas forças com a mesma direcção e sentidos


Para se determinar a força resultante, soma-se duas forças. Na extremidade do primeiro vector, inicia-se a representação do segundo; une-se a origem do primeiro vector com a extremidade do segundo para se obter o vector soma.

-obtém-se assim uma força cuja intensidade é igual á soma das intensidades das duas forças.

-Direcção e sentido iguais ao das duas forças

-intensidade igual á soma das intensidades das duas forças: Fr= F1+F2

Resultante de duas forças com direcções diferentes

-As forças aplicadas no corpo têm direcções diferentes, que fazem entre si um certo ângulo

-A força resultante pode ser determinada através da regrado paralelogramo

1º- A partir do mesmo ponto de aplicação das forças representa-se F1 e F2

2º- Pela extremidade de cada vector traça-se uma paralela ao outro vector

3º- Une-se o ponto inicial ao ponto de cruzamento das duas paralelas, obtendo-se desta forma o vector força resultante

       

Teorema de Pitágoras

-Se as direcções das duas forças fazem entre si um ângulo de 90º, se são perpendiculares entre si,a  intensidade da força resultante pode ser calculada aplicando o teorema de Pitágoras

Fr2=F12 + f22

Quando duas forças, com direcções perpendiculares entre si, actuam num corpo, a força resultante tem:

-direcção e sentido diferentes dos das duas forças, que são determinadas geometricamente

-intensidade calculada aplicando o teorema de Pitágoras 

Aceleração:

Aceleração:
Variação da velocidade num intervalo de tempo

Calculo da aceleração média:

Tipos de movimento rectilíneo:


Uniforme (m.r.u)- velocidade constante ( tem sempre o mesmo valor)


Variável:  acelerado(m.r.u.a)-velocidade aumenta (sempre com o mesmo valor, por isso se diz uniformente)

               retardado(m.r.u.r)- velocidade diminui (sempre com o mesmo valor, por isso se diz uniformente)



Aceleração dos moviemntos:


Se o valor da velocidade aumenta, a aceleração média tem a mesma direcção e o mesmo sentido que a velocidade

Se o valor da velocidade diminui, a aceleração média tem a mesma direcção, mas tem sentido contrário ao da velocidade

Movimentos:

Estamos em movimento ou em repouso?

Movimento e repouso são conceitos relativos porque depende de um referencial (corpo a partir do qual se observa)

Tipos de trajectória:

rectilínea- movimento rectilineo

curvilinea- movimento curvilineo

Distancia:

Medida do comprimento da trajectória, entre dois pontos

 Deslocamento:

Variação de posição de um corpo dentro de uma trajectória- corresponde á variação da posição

Como calcular o deslocamento:

AX= Xf-Xi

Velocidade média:

A velocidade média relaciona-se com: posiçao-tempo

Para calcular a velocidade média:

m/s X km/ h X 3600S/h = 3600/1000

km/h= 3,6- constante