Descobrindo a Eletricidade...

• Corrente eléctrica

-O que é? A corrente eletrica é um fluxo de partículas eletricamente carregadas que pode ser temporária ( ex: trovão) ou permanente ( ex: pilha)

-A circulação de cargas eletricas faz-se do pólo negativo para o positivo- sentido real da corrente. No entanto, nos circuitos eletricos, o sentido da corrente é do pólo positivo para o negativo- sentido convencional da corrente 

-A corrente é contínua quando a circulação das cargas eletricas se faz sempre no mesmo sentido (ex. pilhas e baterias). A corrente é alterna quando a circulação das cargas eletricas é feita alternadamente. ( Corrente que chega á nossa casa). 

• Componentes de um circuito eletrico:

 Elementos mais básicos de um circuito eletrico:

-Fonte de energia: fornece energia ao circuito

-Fios condutores: conduzem a corrente elétrica

-Receptores: recebem a energia eletrica, transformando-a noutro tipo de energia

-Interruptores: permitem interromper a passagem da corrente eletrica 

-aparelhos de grandeza: medem grandezas

• Circuito aberto ou fechado 

- Circuito aberto ( o 1º G)

Não há passagem de corrente eletrica- o interruptor está desligado ou não existe contacto entre um dos componentes do circuito. 

-Circuito fechado ( o 2º G) 

Há passagem da corrente eletrica - o interruptor esta ligado.

• Circuitos eletricos em série ou em paralelo

-Série: Quando um circuito está em série, toda a corrente elétrica percorre um só caminho. 

Desvantagens de um circuito eléctrico:

1- Se uma lâmpada funde o circuito é interrompido e as outras não acendem.

2- Aumentando o Nº de lâmpadas, o brilho de cada uma diminui

3- O interruptor não consegue desligar apenas 1 das lâmpadas

-Paralelo: Quando está em paralelo existem vários caminhos para a corrente eléctrica.

Vantagens de um circuito em paralelo:

1- Se uma lâmpada funde, a outra funciona na mesma

2- Quando se aumento o nº de lâmpadas, a luminosidade de cada uma mantém-se 

• Intensidade da corrente elétrica ou diferença de Potencial

Diferença de Potencial (d.d.p) : é a energia transferida para o circuito eléctrico por unidade de carga. A unidade de medida no S.I é o volt-V

- Como medir a diferença de potencial entre 2 pontos de um circuito? 

  

Utilizam-se voltímetros. 

1º passo - colocar o botão comutador para corrente alternada ou para contínua

2º passo- escolher o alcance( = tensão máxima que o voltímetro pode medir) 

3º passo-  montar o voltímetro em paralelo, entre os terminais do elemento do circuito onde se pretende medir

4º passo-  fechar o interruptor

5º passo- ler o valor indicado no voltímetro 

- Diferença de Potencial entre os terminais de uma associação de receptores

Intensidade da Corrente Eletrica (I) 

- A Intensidade da corrente eletrica é uma grandeza que mede a carga eletrica que passa em cada secção do circuito, por unidade de tempo. Representa-se da letra I e a unidade de medida do S.I é o ampere - A 

- Como medir a Intensidade da corrente eletrica? 

Utilizam-se amperímetros 

- Como ligar o Amperímetro no circuito?

Nota: Os Amperímetros são sempre instalados em serie no circuito

Receptores ligados em serie:

Num circuito, a intensidade da corrente eletrica é a mesma em todos os elementos do circuito

 Receptores ligados em paralelo 

O valor da intensidade da corrente que percorre o circuito principal é igual à soma das intensidades da corrente das derivações.

Itotal = I1 + I2

• Resistência Eletrica ( R ) 

É uma grandeza física que mede a maior ou menor oposição que um condutor oferece á passagem da corrente eletrica.

A unidade do S.I é o Omh - ohmímetro ( Ω )

• Lei de Ohm 

A diferença de potencial nos extremos de um condutor óhmico (metálico, homogéneo e filiforme) é directamente proporcional à intensidade da corrente que o percorre desde que a temperatura se mantenha constante.

R = U / I

R – resistência (Ω)

U – diferença de potencial (V)

I – intensidade da corrente eléctrica (A)

Esta fórmula permite-nos calcular indirectamente a resistência de um condutor óhmico

“A diferença de potencial nos extremos de um condutor óhmico é directamente proporcional à intensidade da corrente que o percorre desde que a temperatura se mantenha constante.” 

• Potência Eletrica ( E ) 

Corresponde à energia eléctrica consumida num dado intervalo de tempo.

E = P x ∆t   ou   P = E/∆t

E – energia eléctrica consumida (J)

P – potência eléctrica (W)

∆t – intervalo de tempo de funcionamento (s)

Determina-se a intensidade da corrente que atravessa um qualquer receptor, sabendo a sua potência e a voltagem que está a ser utilizada.

P = U x I

Para condutores óhmicos a expressão anterior pode tomar outras formas

P = R x I2   Porque R = U/I

Lei de Joule – A potência dissipada num condutor óhmico de resistência R é directamente proporcional ao calor da resistência e ao quadrado da intensidade da corrente que o percorre.

E ainda,

P = U2 / R

A unidade de potência eléctrica, no SI, é o watt (W)

Múltiplos do Watt

1 kW = 1000 W

1 MW = 1000 000 W

1 GW = 1000 000 000 W

Energia consumida = Potência do aparelho x intervalo de tempo

E = P x ∆t

Um quilowatt-hora é a energia eléctrica consumida por um aparelho cuja potência é um quilowatt, durante uma hora.

1 kW h = 3,6 x 106 J

1 kW h = 3,6 MJ

• Conta de Eletricidade

• Efeitos da eletrecidade

1-efeito químico

2-efeito térmico ou efeito de joule

3-efeito magnético

1- Efeito Químico: 

Consiste nas reacções químicas que ocorrem devido à passagem da corrente eléctrica através de soluções aquosas condutoras ou substâncias fundidas (electrólise).

. metalização dos pára-choques dos automóveis

. Extracção de metais

2- Efeito Térmico ou Efeito de Joule

Consiste na libertação de energia calorífica num condutor devido à passagem da corrente

3- Efeito magnético:

Consiste no aparecimento de um campo magnético em torno de um fio percorrido pela corrente eléctrica.

• Eletromagnetismo 

Ímanes naturais – magnetite (minério de ferro).

Atrai objectos de ferro e aço

Ímanes artificiais

  . ferro e aço

  . cerâmicas magnéticas (óxidos de cobalto e níquel)

  . ímanes de neodímio 

Os ímanes possuem pólos magnéticos: pólo norte (N) e pólo sul (S)

Os ímanes exercem interacções magnéticas entre si.

  . Pólos do mesmo nome repelem-se

  . Pólos de nomes diferentes atraem-se.

O campo magnético é uma região do espaço onde se detectam interacções magnéticas

As linhas de campo ou linhas de força são linhas imaginárias segundo as quais se orienta o campo magnético.

• A corrente eletrica e o campo magnético 

Quando a corrente eléctrica percorre um condutor produz um campo magnético.

Quando se inverte o sentido da corrente eléctrica produz-se uma variação do campo magnético.

• Eletroimanes 

 

• Efeitos eletricos do Magnetismo & Correntes induzidas

Correntes de indução ou correntes induzidas – são correntes eléctricas produzidas por variação de campos magnéticos (foram descobertas por Michael Faraday, em 1831)

A intensidade da corrente que percorre o induzido depende:

. do número de espiras da bobina;

. da rapidez do movimento do íman ou da bobina.

As correntes induzidas são devidas à variação do número de linhas de campo que atravessam um condutor. Este fenómeno designa-se por indução electromagnética.

• Produção de Eletrecidade 

-Dinamos: 

-Alternadores: 

**** Cuidados básicos a ter com a eletricidade****

- Nunca desligar um aparelho, puxando pelo fio 

-Nunca ligue aparelhos com as mãos molhadas

- Não usar aparelhos com fios danificados

-Não meter objectos metálicos ( ex: garfos e facas) dentro de aparelhos eletricos ligados á tomada. 

-Não ligar muitos aparelhos eletricos á mesma tomada.

- Não deves subir a postes de eletricidade 

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Ou seja, isto é, Fisicamente Falando da matéria de CFQ/9ºano/2ºperiodo :) 

Leis de Newton

São 3, as Leis de Newton:

• A Lei Fundamental da Inércia
• A Lei Fundamental da Dinâmica
• A Lei de Acção e Reacção

Lei Fundamental da Inércia

A Primeira lei de Newton afirma que a força resultante é nula, logo a velocidade do objecto é constante. Consequentemente:

                                             -Um objecto que está em repouso ficará em repouso a não ser que uma força resultante aja sobre ele.

                                         -Um objecto que está em movimento não mudará a sua velocidade a não ser que uma força resultante aja sobre ele.

Exemplos da 1ª Lei da Física aplicadas na vida Real:

Quando temos um moeda em cima de uma folha de papel, e esta, em cima de um copo, e retiramos bruscamente a folha, observamos uma moeda cai dentro do copo, mais uma vez, porque é um objecto em repouso, logo tende a ficar nessa posição!

 



Quando atiramos uma bola de neve, agora no Natal, como o objecto ( a bola) é um objecto em repouso, tende a ficar em repouso, e não vai a lado nenhum, ficando no chão!



Lei Fundamental da Dinâmica

 



Lei da Acção e Reacção

A Terceira lei de Newton, ou Princípio da Acção e Reacção, diz que a força representa a interacção física entre dois corpos distintos ou partes distintas de um corpo. Se um corpo "A" exerce uma força num corpo "B", o corpo "B" simultaneamente exerce uma força de mesma magnitude no corpo "A"— ambas as forças possuindo mesma direcção, contudo sentidos contrários

Ex. da 3ª Lei da Física na vida real:

Força

FORÇA

• O que é ? - Força é toda a causa capaz de alterar o estado de repouso ou de movimento de um corpo ou de lhe causar deformação.

• De que é que resultam? - As forças resultam de interacções entre corpos, que podem ser de contacto ou de acção à distancia como, por exemplo, as forças gravitacionais ou magnéticas.

--->Caracteristicas do vector Força: - ponto de aplicação do corpo
                                                    - direcção
                                                    - sentido
                                                    - intensidade

Como se somam 2 forças com a mesma direccçao e sentido?



1. Começas por representar um dos vectores.
2. Depois, na extremidade do primeiro vector, inicias a representação do segundo.
3. Finalmente, unes a origem do primeiro vector com a extremidade do segundo, para obteres o vector soma

2 forças c/ a mesma direcçao e sentido

Quando as forças têm a mesma direcção e sentido, a força resultante tem a mesma direcção e sentido e a sua intensidade é igual à soma das intensidades das forças que actuam

Forças com a mesma direcçao e sentidos opostos

Quando as forças têm a mesma direcção e sentidos contrários, a força resultante tem a mesma direcção, sentido da força de maior intensidade e a sua intensidade corresponde à diferença das intensidades das forças que actuam

Forças com direcçoes prependiculares

• Força de Atrito -

- força de contacto, sempre contraria ao movimento

           » De que depende esta força?«

• das superficies de contacto, quanto mais rugosa maior é a força atractiva
• da massa dos corpos, maior a massa, maior é a força atractiva
• nao depende da área de contacto

Atrito Útil - andamos; empurramos; agarramos

Atrito Prejudicial- quando se tenta abrir uma porta com as maos molhadas

Aceleração

• A aceleração - é uma grandeza vectorial

                              - indica como a velocidade de um corpo varia ao longo do tempo, podendo estar a diminuir ou a aumentar

                           - os valores da aceleração sao expressos em velocidade/ tempo = m/s 2


--------> Quando o valor da velocidade de um corpo diminui, a aceleração tem sentido oposto ao seu movimento - " Aceleração Negativa"

-------->Quando o valor da velocidade de um corpo aumenta, a aceleração tem o mesmo sentido do movimento- - " Aceleração Positiva"

Fórmula da Aceleração Média

 

                      Movimento Retilíneo uniforme e variado

• Movimento retilíneo uniforme:

À Posiçao: - a distânica percorrida é proporcional ao intervalo de tempo





À Velocidade: - O valor da velocidade é constante

À aceleraçao: o valor da aceleração e nulo 

• Movimento uniformemente variado: - acelerado

                                                            - retardado

Acelerado: os vectores velocidade e aceleração possuem a mesma direccção e sentido

Retardado: os vectores velocidade e aceleração possuem a mesma direcção e sentido opostos.

Rapidez e Velocidade

• Rapidez Média- é uma grandeza escalar, sempre positiva, que relaciona o espaço percorrido com o tempo que demora a percorrê-lo.

                      

Fórmula da Rapidez Média

• Velocidade Média- é uma grandeza vectorial que nos informa sobre a rapidez do movimento sobre a sua direcçao e sentido

                                              

Fórmula da velocidade média

Distancia e Deslocamento

• Distancia - é uma grandeza escalar que se refere ao caminho percorrido por um corpo durante o seu movimento.

                   - é uma grandeza escalar, que só pode tomar valores positivos ou nulos.

                  - A US é o metro (m), porém também seja comum apresentar-se em Km.

A distancia percorrida por um corpo ao longo do seu movimento é a medida da linha de trajectória do corpo. Imagina que consegues "esticar" a linha de trajectória do corpo e medir essa mesma linha. A medida obtida corresponde ao valor da Distancia Percorrida pelo corpo.

Ex: Considera um automóvel que se move desde o prédio A ate à casa B, segundo a trajectória representada na figura. Antes de iniciar o movimento, o automobilista colocou o "conta quilómetros" do automóvel a "zero".

Distancia

Quando o automóvel chega à casa B, o "conta quilómetros" do carro marca 50Km. Essa é a medida da linha de trajectória e por isso corresponde á distancia percorrida pelo automóvel.        

• O Deslocamento -de um corpo é determinado em linha recta a diferença entre o ponto de partida e o ponto de chegada.

                                 - A US é o metro (m), embora seja comum apresentar-se em Km

Voltando ao exemplo anterior, o ponto de partida do carro é o ponto A, enquanto o ponto de chegada é o ponto B. O deslocamento efectuado pelo corpo é a medida em linha recta da diferença entre estes 2 pontos.

                               
Assim, e observando a figura, apesar de o carro ter percorrido uma distancia de 50 km, o seu deslocamento é apenas de 30 km.

O deslocamento é uma grandeza vectorial, isto é, representa-se por meio de um vector.

Neste caso, no exemplo, o vector começa no ponto A, e termina no ponto B.

Como caracterizar o Vector Deslocamento?

Devemos indicar: - Ponto de Aplicação ( ponto onde o vector começa)

- Direcção ( horizontal, vertical...)

- Sentido ( da esquerda para a direita, de baixo para cima...)

- Intensidade ou Valor ( corresponde ao tamanho do vector)

Neste caso, no exemplo: ponto de aplicação- A

                        direcção- horizontal

Sentido- da esquerda para a direita

Intensidade ou Valor- 30 km

Como calcular o deslocamento de um corpo ?

Deslocamento = Posição Final - Posição Inicial

ΔX = Xf - Xi

 

 

Então, através do exemplo:

ΔX = Xf - Xi

ΔX = 30 - 0 ↔ ΔX = 30 Km