Grandezas Físicas associadas à Corrente elétrica

Diferença de Potencial

Símbolo da Grandeza: U
Unidade no SI: volt
Símbolo da unidade: V
Aparelho de medida: voltímetro



Símbolo do aparelho:



A d.d.p de uma fonte de energia relaciona-se com a energia que fornece à unidade de carga elétrica que atravessa o circuito.

Como medir a d.d.p de uma fonte de energia?



Para o voltímetro analógico indicado:

• o alcance é 3V
• a maior divisão da escala é 1V
• a menor divisão da escala é 1/10 = 0,1 V
• o valor indicado pelo ponteiro é 1,4 V

Para medir adequadamente a d.d.p deve-se:

• Adequar o voltímetro para a corrente contínua (as pilhas conduzem corrente contínua):
• ligar o terminal negativo do voltímetro ao polo negativo da pilha e o terminal positivo ao polo positivo;

D.d.p nos terminais dos recetores --» quantidade de energia elétrica transformada noutros tipos de energia.

Para a medir adequadamente, os voltímetros instalam-se sempre em paralelo:

Circuitos com receptores instalados em série:

• A d.d.p nos terminais do conjunto de receptores é igual à soma das diferenças de potencial nos terminais de cada receptor.

U3(série) = U1 + U2

.

Circuitos com receptores instalados em paralelo:

•  A d.d.p é igual nos terminais de todos os receptores.

U(paralelo) =  U1 = U2

Intensidade da Corrente

Símbolo da Grandeza: I
Unidade no SI: ampere
Símbolo da Unidade: A
Aparelho de medida: amperímetro



Símbolo do aparelho: 



Intensidade da corrente --» nº de eletrões que passa numa secção reta do circuito por unidade de tempo.

A intensidade é medida nos amperímetros de uma forma semelhante à d.d.p nos voltímetros.

Os voltímetros instalam-se nos circuitos elétricos sempre em série.




Circuitos com lâmpadas em série:

• A intensidade da corrente tem o mesmo valor em qualquer ponto.

I(L1) = I(L2)

Circuitos com lâmpadas em paralelo:

• A intensidade da corrente no ramo principal é igual à soma das intensidades da corrente nas várias ramificações.

I(ramo principal) = I(L1) + I(L2)

Resistência Elétrica 

Símbolo da Grandeza: R

Unidade de Medida no SI: ohm

Símbolo da Unidade: Ω

Aparelho de medida: ohmímetro

Símbolo do Aparelho: 

Resistência Elétrica --» oposição que os materiais oferecem à passagem da corrente elétrica
'--» relaciona-se com a intensidade da corrente

> Resistência --» Mau condutor --» < Intensidade 
< Resistência --» Bom condutor --» > Intensidade 


Como se mede?

Método Direto: através de um ohmímetro



Método Indireto: 

• Mede-se a d.d.p através de um voltímetro
• Mede-se a intensidade através de um amperímetro
• Calcula-se o valor da resistência através do quociente entre a d.d.p e a intensidade

Lei de Ohm

Condutores óhmicos --» a resistência elétrica tem sempre o mesmo valor independentemente do circuito onde estão instalados.

Condutores não óhmicos --» a resistência difere.

Condutor óhmico:

• o quociente entre os valores da d.d.p e a intensidade é constante;
• a d.d.p (U) e a intensidade (I) são grandezas diretamente proporcionais;~

LEI DE OHM

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

De que depende a resistência dos condutores?

• Do seu comprimento:

> comprimento --» > resistência

• Da sua espessura:

> espessura --» <  resistência

• Do seu material

Reóstatos --»  resistências variáveis cujo funcionamento se baseia na variação da resistência dos condutores com o seu comprimento.

Energia Elétrica

Símbolo da Grandeza: E
Unidade no SI: Joule
(Unidade prática: Kwh)
Símbolo: J
Aparelho de medida: contador de eletrecidade




Potência Elétrica

Símbolo da Grandeza: P
Unidade no SI: watt
Símbolo da Unidade: w
Aparelho de medida: wattímetro




Símbolo do aparelho:



A potência elétrica corresponde à energia elétrica consumida por unidade de tempo.

Unidades Práticas:

P (kW) = E(kWh) / t(h)

Unidades no SI:

P(W) = E(J) / t(s)


1kW = 1000 W
1h = 3600 s
1kWh = 1000 W x 3600 s
1 kWh = 3 600 000 J

Relação com a intensidade e a d.d.p:

P(W) = U(V) x I(A)

Como P = E/t <=> E = P x t
e se P = U x I, então,
E = U x I x t

Circuitos Elétricos

 

Circuito elétrico Fechado --» caminho para a corrente elétrica ;

Em cada circuito elétrico existe no mínimo uma fonte de energia (ex:pilha), um interruptor (opcional) e um receptor (ex:lâmpada).

Quando o interruptor está aberto, a corrente está desligada e quando se encontra fechado, a corrente ligada. 

Esquematizar um circuito elétrico

Cada dispositivo elétrico corresponde a um símbolo:

Exemplo:

Circuitos em Série

--» 1 só caminho para a corrente elétrica 

Circuitos em Paralelo:

--» Mais do que 1 caminho para a corrente elétrica

 

Corrente Elétrica

Bons condutores elétricos --» materiais pelos quais a corrente passa

Maus Condutores Elétricos --» materiais pelos quais a corrente elétrica não passa

O que é a corrente elétrica?

Movimento orientado de partículas com carga elétrica.

Metais, ligas metálicas e grafite --» eletrões

Soluções condutoras --» iões positivos e negativos

Sentido convencional da corrente --» do polo positivo para o polo negativo

Sentido real da corrente --» do polo negativo para o polo positivo

Utilização da Eletrecidade

Hoje em dia a eletrecidade é indispensável, por isso temos de ter certos cuidados na sua utilização e no seu consumo! Na verdade, em que consiste um circuito elétrico? Vamos tentar descobrir!










Regras na sua utilização:

• Não ligar muitos aparelhos à mesma tomada;
• Não desligar as fichas das tomadas puxando pelos fios;
• Não utilizar um aparelho elétrico com o fio de ligação em mau estado;
• Não tocar nos interruptores com as mãos molhadas;
• Não substituir uma lâmpada de qualquer aparelho que esteja ligado à corrente;
• etc;

Como poupar energia?

O último período!

  Bem vindos ao último período de Físico-Química do 9ºano e assim sendo, o último tema do nosso blog! Espero que gostem, vamos continuar na Física com os circuitos elétricos. Boa soooortee!

Forças

   Neste momento eu estou a exercer uma força para segurar este presente, mas ele também está a exercer uma força chamada peso...  Afinal, o que são forças? São interações entre corpos e podem provocar a alteração do estado de movimento ou repouso de um corpo como estudámos há pouco. Vamos então saber mais um pouco sobre isto? Vamos!

As forças são grandezas vetoriais por isso são caracterizadas por:

--» Intensidade/Valor
--» Direção
--» Sentido
--» Ponto de Aplicação

A força resultante (Fr) é a soma dos vetores que representam as forças.

Como se somam vetores?

--> Começa-se por representar um dos vectores;
--> Na extremidade do primeiro vector, inicia-se a representação do segundo;
--> Une-se a origem do primeiro vectror com a extremidade do segundo para se obter o vector soma. 

Forças com a mesma direção e sentido:

Fr = soma das intensidades das forças

exemplo:

Fr = 80N + 100N = 180N

Forças com a mesma direção e sentidos diferentes:

Fr = diferença das intensidades das forças

Exemplo:

Fr = 100N - 80N = 20N

Forças com direções perpendiculares:

Fr calcula-se utilizando o Teorema de Pitágoras.

AS 3 LEIS DE NEWTON

1ª Lei de Newton ou Lei da Inércia

Um corpo mantém o seu estado de repouso ou de movimento retílíneo uniforme se a resultante das forças for nula (a velocidade não se altera).

O que é a Inércia?

É a oposição que um corpo oferece à alteração da sua velocidade.

Por esta razão, quando um autocarro trava bruscamente ou acelera, as pessoas são projectadas para a frente ou para trás, respectivamente.

2ª Lei de Newton ou Lei Fundamental da Dinâmica

Um corpo com forças resultantes não nulas tem aceleração.

Os valores da força resultante aplicada num corpo e a sua aceleração têm a mesma direção e sentido.

A força resultante e a aceleração relacionam-se pela expressão:

Fr = m (massa) x a (aceleração)

Caso particular:

P (peso) = m x g (aceleração gravítica)

3ª Lei de Newton ou Lei da Ação-Reação

Quando dois corpos estão em interação, à ação de um corpo sobre o outro responde sempre uma reação igual e oposta pelo outro corpo.

Par ação-reação:

--»mesma direção;

--»mesma intensidade;

--»sentidos opostos;

--»pontos de aplicação diferentes: a ação atua num dos corpos e a reação atua no outro.

Exemplo: Na propulsão a jato, o avião exerce sobre os gases da combustão uma força (ação). Os gases exercem sobre o avião uma força que o move para a frente (reação).

Colisão de um veículo com um obstáculo

A força que atua no veículo é responsável pela variação da sua velocidade até parar. A intensidade da força de colisão é maior quando:

--»a massa do veículo é maior;

--»a velocidade no momento de colisão é maior;

--»o tempo de colisão é menor;

Fcolisão = m x vi / t

Forças de Atrito

São forças que contrariam o movimento.

Força de atrito estático --» necessária vencer para pôr um corpo em movimento.

Força de atrito cinético --» necessária vencer durante o movimento. Pode ser de rolamento ou de escorregamento.

 

A intensidade do atrito depende:

--» da natureza e rugosidade das superfícies de contacto

--» do peso do corpo em movimento

É importante minimizar o atrito para facilitar o movimento.

Embora, o atrito seja indespensável para que haja movimento e para o tornar seguro.

Movimentos

 

Como é que podemos afirmar que um corpo está em movimeto? Será que neste momento eu estou em movimento ou estou parado? Com que grandezas é que poderemos descrever um movimento? E que tipos de movimentos pode haver?
Vamos tentar responder a todas estas perguntas, introduzindo assim o nosso novo tema de estudo: Movimentos.










Vamos assumir que nesta situação, o carro está em andamento:

Em relação à Minnie, eu (Mickey) estou em repouso, porque aos meus olhos a posição dela não varia.
Em relação ao candeeiro que está na rua estou em movimento, pois aos meus olhos a sua posição varia.
Portanto, podemos concluir que:
Um corpo em movimento: em relação a um referencial, a sua posição varia.
Um corpo em repouso: em relação a um referencial, a sua posição não varia.

Para descrever o movimento de um corpo utilizamos os gráficos posição-tempo:

Até aos 20 sgundos, o corpo esteve em movimento.
No intervalo de tempo [20;30] em repouso.
A partir dos 30 segundos voltou a estar em movimento até aos 50 segundos.
No intervalo [50;70] esteve em repouso.
Voltou a estar em movimento a partir dos 70 segundos.



Distância percorrida e Deslocamento

A distância percorrida é a medida de todo o percurso efetuado. É representada por  "s" e é uma grandeza escalar.



O deslocamento é uma grandeza vetorial representada por ∆x.

Sendo um vetor, tem:

• direção que passa pela posição inicial e final;
• sentido da posição inicial para a final;
• intensidade igual à distância das 2 posições:

Rapidez e Velocidade

A rapidez média é a distância percorrida em cada unidade de tempo. É uma grandeza escalar e representa-se por rm. 

rm = s (distância)/t (tempo)

A velocidade é uma grandeza vetorial representada por v:

Direção: direção da trajetória 

Sentido: sentido do movimento

Ponto de aplicação: posição ocupada pelo corpo no isntante

Intensidade: rapidez do movimento em cada instante (indicada pelo comprimento do vetor)

Valor: intensidade associada ao sinal positivo ou negativo.

v = ∆x/t 

Movimento Retilíneo  Uniforme

Neste movimento:

O valor da velocidade é sempre constante;

A distância é igual ao valor de deslocamento;

O valor da velocidade é igual à rapidez média.

valor da velocidade = rapidez média

v = s/t                      rm = s/t 

Gráfico distância percorrida-tempo (diretamente proporcionais):

Gráfico velocidade-tempo:

v --» constante

 

Para calcular a distância percorrida através deste gráfico:

s = v x t --» área do retângulo 

Movimento Uniformemente Variado

Movimento Uniformemente acelerado

O valor da velocidade aumenta sempre do mesmo modo à medida do tempo (proporcionalmente).

O gráfico velocidade-tempo é uma reta ascendente pois a velocidade aumenta constantemente.

A distância percorrida calcula-se através da área do triângulo obtido no gráfico velocidade-tempo.

Movimento Uniformemente Retardado

O valor da velocidade diminui sempre do mesmo modo à medida do tempo (proporcionalmente).

O gráfico velocidade-tempo é uma reta descendente, porque a velocidade diminui constantemente.

A distância percorrida calcula-se através da área do triângulo obtido no gráfico velocidade-tempo.

Velocidade e distância de segurança

A distância de segurança é a distância mínima necessária para que um veículo consiga parar sem colidir com um obstáculo. O seu valor depende:

- do tempo de reação do condutor;

- velocidade do veículo no momento de reação;

A distância de segurança calcula-se através de gráficos velocidade-tempo:

Calculando a soma da distância de reação (área do retângulo) com a distância de travagem (área do triângulo) obtém-se a distância de segurança.

Aceleração dos Movimentos

A aceleração indica como varia a vlocidade à medida que o tempo decorre.

movimento acelerado: velocidade aumenta

movimento retardado: velocidade diminui

movimento uniforme: aceleração nula

aceleração média = valor da variação da velocidade/intervelo de tempo

A aceleração média é uma grandeza vetorial, portanto:

quando a velocidade aumenta: aceleração tem a mesma direção e sentido do movimento

quando a velocidade diminui: aceleração tem a mesma direção mas sentido oposto ao do movimento

Aceleração Instantânea

 No movimento retílineo uniformemente acelerado ou retardado, a aceleração é constante e o seu valor é em qualquer instante, igual ao da aceleração média.