Corrente elétrica Fisica

1
Corrente Elétrica
Professora: Elza Aparecida Carmo Sato
-
--
-
E

2
Corrente Elétrica - Conceito
Num condutor, alguns elétrons estão presos ao
núcleo enquanto os chamados elétrons livres podem
passar de um átomo para outro devido à própria
energia térmica (calor).

3
Corrente Elétrica - Conceito
Se conseguirmos estabelecer um DDP (campo elétrico), o
movimento dos elétrons livres no condutor vai se orientar,
estabelecendo um fluxo ordenado de cargas ao qual
chamamos de Corrente Elétrica.
-
--
-
E

4
Corrente Iônica
Numa solução de NaCl as cargas positivas (Na+
) também podem
se mover e, neste caso, a corrente total é a soma da corrente de
cargas positivas e negativas (Cl-
).
E
-
-
-
+
+
+

5
Corrente Convencional
Apesar de sabermos que num condutor o que se move são
elétrons, normalmente vamos representar a Corrente
Convencional que equivale a um movimento de prótons no
sentido contrário ao dos elétrons.
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
Corrente
ConvencionalequivalenteCorrente Real
E E

6
Intensidade da Corrente
A intensidade (valor) da corrente é definida
como a razão entre a quantidade de cargas que
atravessa a sessão reta(S) de um condutor
dentro de um intervalo de tempo.
t
Q
i
∆
∆
=
E
+
+
+
+
+
+ +
S

7
Unidade de Corrente Elétrica
Aampère
segundo
coulomb
t
Q
i ===
∆
∆
=

8
Corrente Contínua e Alternada
Nos casos que vimos até agora o campo elétrico não varia com o
tempo gerando o que chamamos de corrente contínua. É o caso das
correntes fornecidas por baterias e pilhas. Mas o campo elétrico
pode variar de valor e sentido no tempo e neste caso teremos uma
corrente alternada como nas tomadas de sua casa.
0 t1 t2
t3 t4
i
t

9
Resistência Elétrica
Quando as cargas se movem estabelecendo a corrente
elas encontram uma certa dificuldade, pois (no caso de
um metal, por exemplo) os elétrons chocam-se
(interagem) contra os núcleos e entre si.
Elétrons
Núcleos

10
A esta dificuldade de passagem da corrente
chamamos de RESISTÊNCIA ELÉTRICA, definida
pela razão entre a Voltagem aplicada e a
Corrente estabelecida.
i
R
V AB
=

11
Unidade de Resistência
Ω==== ohm
ampère
volt
i
R
V AB

12
O símbolo de resistência é mostrado abaixo:
Representação de Resistência
Os trechos que apresentam resistência desprezível são
representados por linhas contínuas.
Note que desenhamos a corrente convencional.
R
i
A
CB
D
Juntando o símbolo
de gerador podemos
montar um circuito
simples R

13
Queda de Tensão
Sempre que houver uma resistência em um circuito, sobre
ela haverá uma
QUEDA DE TENSÃO.
RiV BC =
Observe que a mesma corrente circula em todos os pontos do
circuito, inclusive dentro do gerador.
i
A
CB
D
“Você ri!”“Você ri!”

14
Fatores que influenciam na resistência de um fio condutor:
Comprimento - L LRα
Área da Seção Reta (grossura) - A
A
R
1
α
Material - ρ Resistividade à Temperatura
Ambiente
Material ρ(ohm – metro)
Alumínio 2,6 x 10-8
Cobre 1,7 x 10-8
Níquel-cromo 100x 10-8
Chumbo 22 x 10-8
Ferro 10 x 10-8
Mercúrio 94 x 10-8
Prata 1,5 x 10-8
Tungstênio 5,5 x 10-8
Isolantes
ρ Alto
Condutores
ρ Baixo
A
L
A
L
R ρ=

15
Trata-se de um resistor cujo valor da resistência é
VARIÁVEL.
Costuma aparecer em alguns circuitos.
Os símbolos estão ilustrados abaixo:
Reostato ou Potenciômetro
-+
A
B
C
i
i
i

16
Alguns materiais têm a resistência variável dependendo da
voltagem aplicada.
Outros mantêm resistência constante independente da voltagem
aplicada.
Para materiais cuja resistência não depende da voltagem
(R=constante) a corrente estabelecida é diretamente proporcional
à tensão.
Lei de Ohm
RiV AB =
VAB
i
VAB
i

17
A expressão VAB = Ri é válida para qualquer caso, ainda
que a resistência (resistividade) varie com a voltagem.
O valor da resistência pode ser tirado do gráfico
VAB x i
Lei de Ohm
i
V
R
∆
∆
=
VAB
i
20
15
10
5,0
0,20 0,800,40 0,60
M
N
(V)
(A)
∆V
∆i

18
Potência Elétrica
A energia elétrica pode se transformar em outras formas
de energia. Por exemplo, em um motor ela é transformada
em energia mecânica e numa lâmpada em luz (energia) e
calor. Quando a corrente elétrica atravessa um elemento
em um circuito ela entrega energia a este elemento.
+ _
As cargas
perdem energia
ao passarem de
A para B (queda
de potencial).
A B

19
A POTÊNCIA de um aparelho qualquer é definida como a
taxa de consumo de ENERGIA em relação ao tempo.
Potência Elétrica
tTEMPO
ENERGIA
P
T AB
==
Como q
q VTETV ABAB
AB
AB
=⇒= =
Daí q
t
P
V AB
= Mas i
t
q
=
Finalmente iP V AB=

20
Unidade de Potência
WATT
segundo
Joules
tempo
energia
P ===

21
Para calcular a ENERGIA consumida ou gerada
devemos multiplicar a POTÊNCIA pelo TEMPO.
Unidade de Potência
)(JoulesPtENERGIA =
Outra unidade de ENERGIA comum é a usada
pela CEMIG: kWh=kilowatt-hora.
JoulessWhWkWh 101010
633
6,3360011 ===

22
Efeito Joule
O choque dos elétrons da corrente com os átomos
provoca um aumento na sua vibração e,
consequentemente, na sua temperatura: um aquecimento.
TODO CORPO PERCORRIDO POR UMA CORRENTE
ESQUENTA!

23
Este aquecimento é chamado EFEITO JOULE. Um chuveiro
ou um ferro elétrico são feitos para esquentar, mas
qualquer RESISTÊNCIA esquenta ao ser percorrida por
uma corrente elétrica.
Efeito Joule
i

24
No caso de uma resistência podemos calcular a
Potência dissipada em calor (EFEITO JOULE) da
seguinte forma:
Efeito Joule
RimasiP VV ABAB == ,,
Então:
iRP 2
=

25
Às vezes é útil usar:
Efeito Joule
R
imasiP
V
V
AB
AB == ,,
Então:
R
P
V
2
=

26
BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA
Beatriz Alvarenga e Antônio Máximo, Curso de
Física, volume 3.

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