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Fenômeno Físico: Electricidade, Notas de estudo de Engenharia Elétrica

A electricidade é um fenômeno físico originado por cargas elétricas estáticas ou em movimento, produzindo forças e campos magnéticos. Existem dois tipos de cargas elétricas: positivas e negativas. A electricidade se origina de interações entre certas partículas subatômicas, como elétrons e prótons. Os átomos normalmente contêm elétrons, que podem se desprender facilmente em algumas substâncias, como metais, deixando um corpo carregado elétricamente. Os bons condutores são metais, como ouro, prata e alumínio, enquanto isolantes, como porcelana, plástico, vidro e borracha, não permitem o fluxo da electricidade.

Tipologia: Notas de estudo

Antes de 2010

Compartilhado em 22/11/2008

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Electricidade
A electricidade(português europeu) ou eletricidade(português brasileiro) é um fenómeno físico originado por cargas eléctricas
estáticas ou em movimento e por sua interação. Quando uma carga se encontra em repouso, produz forças sobre
outras situadas à sua volta. Se a carga se desloca, produz também campos magnéticos. Há dois tipos de cargas
eléctricas, chamadas positivas e negativas. As cargas de nome igual (mesmos sinais) se repelem e as de nomes
distintos (sinais diferentes) se atraem.
A electricidade se origina da interação de certos tipos de partículas sub-atômicas. A partícula mais leve que leva carga
eléctrica é o eléctron, que assim como a partícula de carga eléctrica inversa à do eléctron , o próton, transporta a
unidade fundamental de carga (1,60217646x10 19C), cargas eléctricas de valor menor são tidas como inexistentes
em subpartículas atômicas como os quarks.
Os átomos em circunstâncias normais contêm eléctrons, e freqüentemente os que estão mais afastados do núcleo se
desprendem com muita facilidade. Em algumas substâncias, como os metais, proliferam-se os eléctrons livres. Desta
maneira, um corpo fica carregado electricamente graças à reordenação dos elétrons.
Um átomo normal tem quantidades iguais de carga eléctrica positiva e negativa, portanto é electricamente neutro. A
quantidade de carga eléctrica transportada por todos os elétrons do átomo, que por convenção são negativas, está
equilibrada pela carga positiva localizada no núcleo. Se um corpo contém um excesso de elétrons ficará carregado
negativamente. Ao contrário, com a ausência de eléctrons, um corpo fica carregado positivamente, devido ao facto de
que há mais cargas elétricas positivas no núcleo.
Electricidade é a passagem de elétrons em um condutor. Bons condutores são na grande maioria da família dos
metais: ouro, prata e alumínio, assim como alguns novos materiais de propriedades físicas alteradas que conduzem
energia com a mínima perda de energia denominados supercondutores. Já a porcelana, o plástico, o vidro e a borracha
são bons isolantes. Isolantes são materiais que não permitem o fluxo da electricidade.
Alguns conceitos importantes que dizem respeito à electricidade devem ser definidos:
Campo eléctrico: Efeito produzido por uma carga o qual pode exercer força sobre outras partículas carregadas.
Potencial eléctrico: Capacidade de um campo elétrico de realizar trabalho. No SI (Sistema Internacional de
Unidades) é medido em volt (V).
Corrente eléctrica: Quantidade de carga que ultrapassa determinada secção em um dado intervalo de tempo. No
SI é medido em ampère (A).
Potência eléctrica: Quantidade de energia convertida em um dado intervalo de tempo.
Carga eléctrica: Grandeza proveniente dos níveis subatômicos.
Eletrostática
A eletrostáticaPB ou electrostáticaPE (do grego elektron + statikos, estacionário) é o ramo da eletricidade
que estuda as propriedades e o comportamento de cargas elétricas em repouso, ou que estuda os
fenômenos do equilíbrio da eletricidade nos corpos que de alguma forma se tornam carregados de carga
elétrica, ou eletrizados.
O estudo científico da eletrostática é dividido em três partes. São elas: atrito, contato e indução. O
fenômeno eletrostático mais antigo conhecido é o que ocorre com o âmbar amarelo no momento em que
recebe o atrito e atrai corpos leves.
Tales de Mileto, no século VI a.C., já conhecia o fenômeno e procurava descrever o efeito da eletrostática
no âmbar. Também os indianos da antiguidade aqueciam certos cristais que atraiam cinzas quentes
atribuindo ao fenômeno causas sobrenaturais. O fenômeno porém, permaneceu através dos tempos
apenas como curiosidade.
No século XVI, Gilbert utilizou a palavra "eletricidade", esta derivada da palavra grega elektron que era o
nome que os gregos davam ao âmbar. Gilbert reconheceu que a propriedade eletrostática não era restrita
ao âmbar amarelo, mas que diversas outras substâncias também o manifestavam, entre estas diversas
resinas, vidros, o enxofre, entre outros compostos sólidos. Através do fenômeno da eletrostática nos
sólidos, observou-se a propriedade dos materiais isolantes e condutores.
Otto von Guericke inventou o primeiro dispositivo gerador de eletricidade estática, este era constituído de
uma esfera giratória composta de enxofre com o qual foi conseguida a primeira centelha elétrica através
de máquinas.
Gray, em 1727, notou que os condutores elétricos poderiam ser eletrizados desde que estivessem
isolados. Du Fay descobriu que existiam dois tipos de eletricidade, a vítrea, e a resinosa, a primeira
positiva e a segunda negativa.
Petrus Van Musschenbroek em 1745 descobriu a condensação elétrica ao inventar a garrafa de Leyden,
o primeiro capacitor, que permitiu aumentar os efeitos das centelhas elétricas.
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Electricidade A electricidade (português europeu)^ ou eletricidade (português brasileiro)^ é um fenómeno físico originado por cargas eléctricas estáticas ou em movimento e por sua interação. Quando uma carga se encontra em repouso, produz forças sobre outras situadas à sua volta. Se a carga se desloca, produz também campos magnéticos. Há dois tipos de cargas eléctricas, chamadas positivas e negativas. As cargas de nome igual (mesmos sinais) se repelem e as de nomes distintos (sinais diferentes) se atraem.

A electricidade se origina da interação de certos tipos de partículas sub-atômicas. A partícula mais leve que leva carga eléctrica é o eléctron, que assim como a partícula de carga eléctrica inversa à do eléctron , o próton, transporta a unidade fundamental de carga (1,60217646 x 10 −^19 C ), cargas eléctricas de valor menor são tidas como inexistentes em subpartículas atômicas como os quarks.

Os átomos em circunstâncias normais contêm eléctrons, e freqüentemente os que estão mais afastados do núcleo se desprendem com muita facilidade. Em algumas substâncias, como os metais, proliferam-se os eléctrons livres. Desta maneira, um corpo fica carregado electricamente graças à reordenação dos elétrons.

Um átomo normal tem quantidades iguais de carga eléctrica positiva e negativa, portanto é electricamente neutro. A quantidade de carga eléctrica transportada por todos os elétrons do átomo, que por convenção são negativas, está equilibrada pela carga positiva localizada no núcleo. Se um corpo contém um excesso de elétrons ficará carregado negativamente. Ao contrário, com a ausência de eléctrons, um corpo fica carregado positivamente, devido ao facto de que há mais cargas elétricas positivas no núcleo.

Electricidade é a passagem de elétrons em um condutor. Bons condutores são na grande maioria da família dos metais: ouro, prata e alumínio, assim como alguns novos materiais de propriedades físicas alteradas que conduzem energia com a mínima perda de energia denominados supercondutores. Já a porcelana, o plástico, o vidro e a borracha são bons isolantes. Isolantes são materiais que não permitem o fluxo da electricidade.

Alguns conceitos importantes que dizem respeito à electricidade devem ser definidos:

• Campo eléctrico: Efeito produzido por uma carga o qual pode exercer força sobre outras partículas carregadas.

• Potencial eléctrico: Capacidade de um campo elétrico de realizar trabalho. No SI (Sistema Internacional de

Unidades) é medido em volt (V).

• Corrente eléctrica: Quantidade de carga que ultrapassa determinada secção em um dado intervalo de tempo. No

SI é medido em ampère (A).

• Potência eléctrica: Quantidade de energia convertida em um dado intervalo de tempo.

• Carga eléctrica: Grandeza proveniente dos níveis subatômicos.

Eletrostática

A eletrostática PB^ ou electrostática PE^ (do grego elektron + statikos, estacionário ) é o ramo da eletricidade que estuda as propriedades e o comportamento de cargas elétricas em repouso, ou que estuda os fenômenos do equilíbrio da eletricidade nos corpos que de alguma forma se tornam carregados de carga elétrica, ou eletrizados.

O estudo científico da eletrostática é dividido em três partes. São elas: atrito, contato e indução. O fenômeno eletrostático mais antigo conhecido é o que ocorre com o âmbar amarelo no momento em que recebe o atrito e atrai corpos leves.

Tales de Mileto, no século VI a.C., já conhecia o fenômeno e procurava descrever o efeito da eletrostática no âmbar. Também os indianos da antiguidade aqueciam certos cristais que atraiam cinzas quentes atribuindo ao fenômeno causas sobrenaturais. O fenômeno porém, permaneceu através dos tempos apenas como curiosidade.

No século XVI, Gilbert utilizou a palavra "eletricidade", esta derivada da palavra grega elektron que era o nome que os gregos davam ao âmbar. Gilbert reconheceu que a propriedade eletrostática não era restrita ao âmbar amarelo, mas que diversas outras substâncias também o manifestavam, entre estas diversas resinas, vidros, o enxofre, entre outros compostos sólidos. Através do fenômeno da eletrostática nos sólidos, observou-se a propriedade dos materiais isolantes e condutores.

Otto von Guericke inventou o primeiro dispositivo gerador de eletricidade estática, este era constituído de uma esfera giratória composta de enxofre com o qual foi conseguida a primeira centelha elétrica através de máquinas.

Gray, em 1727, notou que os condutores elétricos poderiam ser eletrizados desde que estivessem isolados. Du Fay descobriu que existiam dois tipos de eletricidade, a vítrea, e a resinosa, a primeira positiva e a segunda negativa.

Petrus Van Musschenbroek em 1745 descobriu a condensação elétrica ao inventar a garrafa de Leyden, o primeiro capacitor, que permitiu aumentar os efeitos das centelhas elétricas.

Benjamin Franklin, com sua experiência sobre as descargas atmosféricas, demonstrou o poder das pontas inventando o pára-raios, porém foi Coulomb quem executou o primeiro estudo sistemático e quantitativo da estática demonstrando que as repulsões e atrações elétricas são inversamente proporcionais ao quadrado da distância, em 1785. Descobriu ainda o cientista, que a eletrização ocorrida nos condutores é superficial.

Os resultados obtidos por Coulomb foram retomados e estudados por Laplace, Poisson, Biot, Gauss e Faraday.

Condutores (Corrente eléctrica)

Chama-se corrente eléctrica o fluxo ordenado de eléctrons em uma determinada seção. A corrente contínua tem um fluxo constante, enquanto a corrente alternada tem um fluxo de média zero, ainda que não tenha valor nulo todo o tempo. Esta definição de corrente alternada implica que o fluxo de eléctrons muda de direção continuamente.

O fluxo de cargas eléctricas pode gerar-se em um condutor, mas não existe nos isolantes. Alguns dispositivos elétricos que usam estas características eléctricas nos materiais se denominam dispositivos electrônicos.

A Lei de Ohm descreve a relação entre a intensidade e a tensão em uma corrente eléctrica: a diferença de potencial elétrico é diretamente proporcional à intensidade de corrente e à resistência eléctrica. A Lei de Ohm é expressa matematicamente assim:

Onde:

• U = Diferença de potencial elétrico

• I = Corrente elétrica

• R = Resistência

A quantidade de corrente em uma secção dada de um condutor se define como a carga elétrica que a atravessa em uma unidade de tempo, isto é, Coulomb (C), por segundos (s).