Eletrodinâmica

ELETRODINÂMICA

RESISTOR

Um resistor é um dispositivo elétrico muito utilizado em eletrônica, com a finalidade de transformar energia elétrica em energia térmica (efeito joule), a partir do material empregado, que pode ser por exemplo carbono ou silício.

Resistores são componentes que têm por finalidade oferecer uma oposição à passagem de corrente elétrica, através de seu material. A essa oposição damos o nome de resistência elétrica, que possui como unidade ohm.

Um resistor ideal é um componente com uma resistência elétrica que permanece constante independentemente da tensão ou corrente elétrica que circular pelo dispositivo.

Os resistores podem ser fixos ou variáveis. Neste caso são chamados de potenciômetros ou reostatos. O valor nominal é alterado ao girar um eixo ou deslizar uma alavanca.

O valor de um resistor de carbono pode ser facilmente identificado de acordo com as cores que apresenta na cápsula que envolve o material resistivo, ou então usando um ohmímetro.

Alguns resistores são longos e finos, com o material resistivo colocado ao centro, e um terminal de metal ligado em cada extremidade. Este tipo de encapsulamento é chamado de encapsulamento axial. A fotografia a direita mostra os resistores em uma tira geralmente usados para a pré-formatação dos terminais. Resistores usados em computadores e outros dispositivos são tipicamente muito menores, freqüentemente são utilizadas tecnologia de montagem superficial (Surface-mount technology), ou SMT, esse tipo de resistor não tem "perna" de metal (terminal). Resistores de maiores potências são produzidos mais robustos para dissipar calor de maneira mais eficiente, mas eles seguem basicamente a mesma estrutura.

RESISTÊNCIA E RESISTIVIDADE

Os resistores são utilizados como parte de um circuito eléctrico e incorporados dentro de dispositivos microelectrónicos ou semicondutores. A medição crítica de um resistor é a resistência, que serve como relação de voltagem para corrente é medida em ohms, uma unidade SI. Um componente tem uma resistência de 1 ohm se uma tensão de 1 volt no componente fazer com que percorra, pelo mesmo, uma corrente de 1 ampère, o que é equivalente à circulação de 1 coulomb de carga elétrica, aproximadamente 6.241506 x 10¹⁸ elétrons por segundo. Qualquer objeto físico, de qualquer material é um tipo de resistor. A maioria dos metais são materiais condutores, e opõe baixa resistência ao fluxo de corrente elétrica. O corpo humano, um pedaço de plástico, ou mesmo o vácuo têm uma resistência que pode ser mensurada. Materiais que possuem resistência muito alta são chamados isolantes ou dielétricos. A relação entre tensão, corrente e resistência, através de um objeto é dada por uma simples equação, Lei de Ohm:

Onde V (ou U ) é a diferença de potencial em volts, I é a corrente que circula através de um objeto em ampères, e R é a resistência em ohms. Se V e I tiverem uma relação linear—isto é, R é constante—ao longo de uma gama de valores, o material do objeto é chamado de ôhmico. Um resistor ideal tem uma resistência fixa ao longo de todas as frequências e amplitudes de tensão e corrente. Materiais supercondutores em temperaturas muito baixas têm resistência zero. Isolantes (tais como ar, diamante, ou outros materiais não-condutores) podem ter resistência extremamente alta (mas não infinita), mas falham e admitem que ocorra um grande fluxo de corrente sob tensões suficientemente altas. A resistência de um componente pode ser calculada pelas suas características físicas. A resistência é proporcional ao comprimento do resistor e à resistividade do material (uma propriedade do material), e inversamente proporcional à área da secção transversal. A equação para determinar a resistência de uma seção do material é:

Onde é a resistividade do material, é o comprimento, e é a área da secção transversal. Isso pode ser estendido a uma integral para áreas mais complexas, mas essa fórmula simples é aplicável a fios cilíndricos e à maioria dos condutores comuns. Esse valor está sujeito a mudanças em altas freqüências devido ao efeito skin, que diminui a superfície disponível da área. Resistores padrões são vendidos com capacidades variando desde uns poucos miliohms até cerca de um gigaohm; apenas uma série limitada de valores, chamados valores preferenciais, estão disponíveis. Na prática, o componente discreto vendido como "resistor" não é um resistor perfeito como definido acima. Resistores são freqüentemente marcados com sua tolerância (a variação máxima esperada da resistência marcada). Em resistores codificados com cores, uma faixa mais à direita demonstra uma tolerância de 10%, uma faixa dourada significa 5% de tolerância, uma faixa vermelha marca 2% e uma faixa marrom significa 1% de tolerância. Resistores com tolerância menores, também chamados de resistores de precisão, também estão disponíveis. O objeto trocado pelo Rafael Plinio foi uma RESISTENCIA e não RESISTOR. Um resistor tem uma d.d.p. e corrente máximas de trabalho, acima das quais a resistência pode mudar (drasticamente, em alguns casos) ou o resistor pode se danificar fisicamente (queimar, por exemplo). Embora alguns resistores tenham as taxas de d.d.p. e corrente especificadas, a maioria deles são taxadas em função de sua potência máxima, que é determinada pelo tamanho físico. As taxas mais comuns para resistores de composição de carbono e filme de metal são 1/8 watt, 1/4 watt e 1/2 watt. Resistores de filme de metal são mais estáveis que os de carbono quanto a mudanças de temperatura e a idade. Resistores maiores são capazes de dissipar mais calor por causa de sua área de superfície maior. Resistores dos tipos wire-wound e sand-filled são usados quando se necessita de taxas grandes de potência, como 20 Watts.Além disso, todos os os resistores reais também introduzem alguma indutância e capacitância, que mudam o comportamento dinâmico do resistor da equação ideal.

PRIMEIRA (1ª) LEI DE OHM

Considere um fio feito de material condutor. As extremidades desse fio, são ligadas aos pólos de uma pilha, como mostra a figura abaixo. Desse modo, a pilha estabelece uma diferença de potencial no fio condutor e, conseqüentemente, uma corrente elétrica. Para se determinar o valor da corrente elétrica, coloca-se em série no circuito um amperímetro e, em paralelo, um voltímetro que permititrá a leitura da tensão.
Com o circuito montado e funcionando, fazemos as medições de tensão e corrente através dos aparelhos instalados. Agora imagine que a diferença de potencial da pilha seja dobrada (podemos fazer isso ligando uma segunda pilha em série com a primeira). Como resultado dessa alteração, o voltímetro marcará o dobro da tensão anterior, e o amperímetro marcará o dobro de corrente elétrica. Se triplicarmos a diferença de potencial, triplicaremos a corrente elétrica. Isso quer dizer que a razão entre a diferença de potencial e a corrente elétrica tem um valor constante. Essa constante é simbolizada pela letra R.
Se colocarmos a corrente elétrica (i) em evidência, podemos observar que, quanto maior o valor de R, menor será a corrente elétrica. Essa constante mostra a resistência que o material oferece à passagem de corrente elétrica.

A primeira lei de Ohm estabelece que a razão entre a diferença de potencial e a corrente elétrica em um condutor é igual a resistência elétrica desse condutor. Vale salientar que a explicação foi desenvolvida tendo como base um condutor de resistência constante. É por isso que condutores desse tipo são chmados de condutores ôhmicos.


SEGUNDA (2ª) LEI DE OHM


A primeira Lei de OHM nos apresentou uma nova grandeza física, a resistência eletrica. A segunda lei de OHM nos dirá de que fatores influenciam a resistência eletrica. De acordo com a segunda lei, a resistêcia depende da geometria do condutor (espessura e comprimentro) e do material de que ele é feito. A resistência é diretamente proporcional ao comprimento do condutor e inversamente proporcional a área de secção ( a espessura do condutor) .
L representa o comprimento do condutor e A é sua área de secção reta. Essa equação mostra que se aumentarmos o comprimento do fio, aumentaremos a resistência elétrica , e que o aumento da área resultará na diminuição da resistência elétrica.
o P é a resisitividade do condutor, que depende do material de que ele é feito e da sua temperatura.


COMPONENTES DO CIRCUITO ELÉTRICO ( FONTE E CHAVE)


É a ligação de elementos elétricos, tais como resistores, indutores, capacitores, linhas de transmissão, fontes de tensão, fontes de correntes e interruptores, de modo que formem pelo menos um caminho fechado para a corrente elétrica.




COMPONENTES DA EQUIPE:
MAYANNE LEE(28) ;KAROL (03) ; SIRLEN (30) ;GÁSSICA (16) ;FRANCINILDE (13) ; TÁINA(34) ;NATALYNE (29) ;RAYSSA(30);LAÍS (25);12;15;32;09;07;
TURMA:301

Trabalho de fisica


CAPACIDADE CONDUTOR

Suponhamos um condutor isolado de qualquer outro condutor. Se ele for carregado sucessivamente com diversas cargas, à cada carga diferente ele atingirá um potencial diferente. Sejam , os potenciais que ele adquire respectivamente com as cargas . A experiência mostra que se ele estiver isolado, o quociente de cada carga pelo potencial correspondente é constante

A constante C é chamada capacidade do condutor. Por definição, capacidade do condutor é o quociente de sua carga pelo seu potencial, quando ele está isolado.

Temos, então:

ou

O fato de C ser constante indica que os potenciais que um condutor isolado adquire são diretamente proporcionais às suas cargas. A condição de ele estar isolado é necessária, porque, se estiver em presença de outros condutores eletrizados, o fenômeno de indução modificará o seu potencial (tópico "Variação do Potencial de um Condutor sob Influência de Outro Corpo Eletrizado") e a relação dada acima não subsistirá mais.

A capacidade do condutor depende de sua forma geométrica, de suas dimensões e do meio no qual está colocado.

Nota: Em Eletrostática, quando dizemos que um condutor está isolado queremos dizer que não está em contato com outros e que está muito afastado de outros condutores, de maneira que não possa sofrer indução.

Exemplo – Capacidade de uma esfera

Uma esfera isolada de raio R e carga Q, adquire o potencial

A capacidade será:

ou

Esse exemplo mostra duas coisas: a) que a capacidade depende do meio em que o condutor se encontra, pois é diretamente proporcional à constante dielétrica ; b) sendo o raio constante para uma dada esfera, ele mostra que a capacidade de uma esfera é constante, num determinado meio.

Supondo-se uma esfera no vácuo e as unidades do sistema CGSES, então e resulta:

A capacidade de uma esfera isolada no vácuo é igual ao seu raio, quando se usa o sistema CGSES.

No Capítulo III vimos o significado físico do potencial de um ponto de campo eletrostático: é a energia potencial da unidade de carga colocada nesse ponto. Em outras palavras, o potencial de um ponto significa o trabalho que o campo eletrostático realiza quando desloca a unidade de carga desse ponto ao infinito (fim do campo). Quando um condutor está eletrizado, cada ponto da superfície do condutor está colocado no campo elétrico formado pela carga elétrica existente no restante do condutor; então cada ponto de superfície de um condutor tem potencial. Suponhamos um condutor eletrizado estaticamente, isto é, a carga elétrica em equilíbrio. Nesse caso, todos os pontos da superfície estão com o mesmo potencial. Porque, se houvesse dois pontos com diferença de potencial, haveria deslocamento de carga entre eles, e a carga não estaria em equilíbrio. A superfície de um condutor é então equipotencial. Por definição chamamos potencial do condutor a esse potencial comum dos pontos da superfície do condutor. Fisicamente o que se passa é o seguinte: quando carregamos um condutor de forma qualquer, como por exemplo, o da figura ao lado, a carga elétrica se distribui com densidade elétrica diferente de região para região, de -acordo com a curvatura, de maneira tal que todos os pontosda superfície fiquem com o mesmo potencial. Potencial zero Pelo fato de todos os corpos escoarem suas cargas para a terra quando ligados a ela, consideramos o potencial da terra como valente zero. Mais adiante justificaremos melhor este fenômeno. Linha de força Vimos já que as linhas de força encontram as superfícies equipotenciais normalmente. Como a superfície de um condutor é equipotencial, as linhas de força sempre encontram a superfície do condutor normalmente (fig. 95). Figura 95 Exemplo - Potencial de uma esfera Seja uma esfera de raio R e carga Q. Para calcular o potencial de um ponto da superfície imaginamos a carga acumulada no centro e aplicamos a expressão do potencial criado por uma carga puntiforme ( ). A distância de um ponto da superfície ao centro da esfera é R. Então, como já vimos na fórmula abaixo fica: onde é a constante dielétrica do meio em que está a esfera. Diferença de potencial entre dois condutores Dados dois condutores eletrizados estaticamente, como as suas superfícies são equipotenciais, a diferença de potencial entre eles é a diferença de potencial entre um ponto qualquer da superfície de um e um ponto qualquer da superfície do outro. É importante lembrar sempre que essa diferença de potencial significa o trabalho necessário para deslocar a unidade de carga da superfície do primeiro até a superfície do segundo

ALUNAS:MAYANNE,GÉSSICA,KAROL,JACYMERE,NÁTHALIA,NATALINE,RAYSSA,TAINA ,NÚMEROS,28,29,03,30,16,

Eletrostática

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 amarelos 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. Garrafas de Leyden são usadas até os dias de hoje em Máquinas Eletrostáticas como a Máquina de Wimshurst.
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.

[editar] Princípios da eletrostática
Princípio da conservação da carga elétrica: Num sistema eletricamente isolado, é constante a soma algébrica das cargas elétricas.
Princípio da atração e repulsão de cargas: Cargas de mesmos sinais se repelem e cargas de sinais opostos se atraem.

[editar] Ferramentas
Q= quantidade de carga (C)
n= prótons em excesso
-n= elétrons em excesso
e= carga elementar
t= tempo (s)
I= intensidade da corrente elétrica (A)
Carga eletrica elementar (e)
e = 1.6 x 10 (sendo 10 elevado à -19)
Proton +e
Eletron -e

[editar] Fórmulas
Para se medir a quantidade de carga de um corpo, usa-se:
Q= n.e
Para calcular a intensidade da corrente elétrica,utiliza:
I= Q/∆t
ou
I=n.e/∆t MW