A eletricidade (pt.5)

A energia elétrica e potência elétrica

A energia elétrica, E, mede-se com os contadores de eletricidade. A unidade prática de medida é o quilowatt-hora, símbolo kWh.
A potência elétrica dos receptores:

• corresponde à energia elétrica consumida por unidade de tempo

• mede-se com wattímetros e a unidade SI de medida é o watt, símbolo W

• relaciona-se com a intensidade de corrente e a diferença de potencial

A energia elétrica consumida por um receptor relaciona-se com a intensidade de corrente, a diferença de potencial e o tempo de funcionamento

• E = U x I x t ou  E = Potência elétrica x t

A eletricidade (pt.4)

Resistência elétrica

A resistência elétrica dos condutores relaciona-se com a sua oposição à passagem da corrente elétrica.

Resistência elétrica (R):

• Mede-se com ohmímetros

• Determina-se pelo quociente

• A Unidade SI de medida: ohm - símbolo

Os condutores óhmicos:

• Têm resistência constante
• obedecem à lei de Ohm, U:I = constante (a temperatura constante)
• a representação gráfica de U  em função de I é uma linha recta que passa pela origem dos eixos coordenados

A resistência dos condutores depende do comprimento, da espessura e do materiais de que são feitos:

• Quanto maior comprimento maior resistência
• Quanto maior espessura menor resistência 

Lei de Ohm - A Diferença de Potencial nos terminais de qualquer condutor metálico filiforme e homogêneo, a temperatura constante, é diretamente proporcional à Intensidade de Corrente que o percorre. 

O que são reóstatos?

Os reóstatos são dispositivos com resistência variável.

A eletricidade (pt.3)

Diferença de Potencial e Intensidade de corrente

Circuitos com receptores instalados em série

• A diferença de potencial nos terminais do conjunto dos receptores é igual á soma das diferenças de potencial nos terminais de cada recetor: Usérie = U1 + U2 + ....
• A intensidade de corrente é igual em todos os receptores : I1 = I2=....

Circuitos com receptores instalados em paralelo

• A diferença de potencial é igual nos terminais de todos os receptores : Uparalelo = U1 = U2 =...
• A intensidade de corrente no ramo principal é igual à soma das intensidades da corrente que percorre várias ramificações : I ramo principal = I1 + I2 +....

Como usar um multímetro com voltímetro

Porquê que um quadro elétrico vai dispara?

Já aconteceu a todos mas a maior parte de nós não sabe porquê....Porquê? Vamos imaginar um quadro elétrico com 15 Amperes de intensidade de corrente. Se a intensidade de corrente ultrapassar isso o quadro dispara. Por exemplo estamos a usar uma máquina de lavar roupa de 1200 watts, uma máquina de lavar loiça de 1300 watts e um ferro de passar a roupa de 950 watts. A diferença de potencial da tomada é de 230 volts. Portanto Intensidade de corrente = (1200 w + 1300 w + 950 w) : 230 v «=» I = 3450:230 «=» I=15A.

Ou seja, como a intensidade de corrente do quadro elétrico é de 15 A e a intensidade de corrente que nos deu é de 15 A o quadro não dispara, no entanto se juntarmos mais um receptor de energia ligada á tomada o quadro vai disparar.

A eletricidade (pt.2)

Corrente elétrica

A corrente elétrica é um movimento orientado de partículas ou corpúsculos com carga elétrica:

• eletrões, nos metais, nas ligas metálicas e na grafite
• iões positivos e negativos nas soluções condutoras

Bons condutores elétricos são materiais através dos quais a corrente elétrica passa. Por exemplo os metais e a grafite.

Maus condutores elétricos são materiais através dos quais a corrente elétrica não passa. Por exemplo a borracha e o plástico.

A corrente contínua, DC ou =, não muda de sentido. As corrente alternada, AC ou ~, muda de sentido

A eletricidade (pt.1)

A eletricidade é um bem indispensável no nosso dia-a-dia, sendo importante utilizá-la de forma regrada e em segurança.

O que é um circuito elétrico?

Um circuito elétrico é a ligação de elementos elétricos de modo que formem pelo menos um caminho fechado para a corrente elétrica. Nos circuitos elétricos há: uma fonte de energia elétrica, receptores de energia elétrica e interruptores, que permitem ligar e desligar os receptores.

Alguns elementos elétricos e os seus símbolos

O sentido convencional da corrente elétrica nos circuitos é do pólo positivo da fonte de energia para o pólo negativo. 

O sentido real da corrente elétrica nos circuitos é do pólo negativo da fonte de energia para o pólo positivo. 

Os circuitos elétricos representam-se por meio de esquemas nos quais se faz corresponder a cada dispositivo um símbolo

próprio.

Os receptores podem instalar-se:

• em série, havendo no circuito um só caminho para a corrente elétrica

• em paralelo, pretermitindo no circuito mais do que um caminho para a corrente eléctrica 

Forças

A força resultante do conjunto de forças que actuam num corpo é a força única equivalente a todas as forças desse conjunto. A intensidade da força resultante Fr calcula-se de modos diferentes:

• quando as forças têm a mesma direcção e o mesmo sentido, Fr= soma das intensidades das forças
• quando as forças têm a mesma direcção mas sentidos opostos, Fr= diferença das intensidades das forças
• quando as forças têm direcções perpendiculares entre si, Fr calcula-se aplicando o teorema de Pitágoras

Quando um corpo está sujeito a um conjunto de forças cuja resultante é nula, a sua velocidade não se altera. O corpo pode estar:

• em repouso
• com movimento rectilíneo uniforme

Atrito

As forças de atrito surgem sempre entre duas superfícies de contacto, quando uma se move ou tenta mover-se em relação à outra. São forças que contrariam o movimento. A intensidade das forças de atrito depende :

• da natureza e rugosidade das superfícies de contacto
• do peso do corpo que se move

Leis de Newton

1º Lei de Newton ou Lei da Inércia - Um corpo mantêm o seu estado de repouso ou de movimento retilíneo uniforme se a força resultante for nula.

Chama-se inércia à oposição que um corpo oferece à alteração da sua velocidade. Um corpo sujeito a um conjunto de forças de resultante não nula tem movimento com velocidade variável ou seja, tem aceleração. A força resultante aplicada num corpo e a sua aceleração têm a mesma direcção e o mesmo sentido. Os valores da força resultante e da aceleração são directamente proporcionais e relacionam-se pela expressão  Fr=m x a    sendo Fr a força resultante, m a massa do corpo em kg, a o valor de aceleração.

2º Lei de Newton ou Lei Fundamental da Dinâmica - A força resultante do conjunto das forças que actuam num corpo produz nele uma aceleração com a mesma direção e o mesmo sentido da força resultante, que é tanto maior quanto maior for a intensidade da força resultante.

O valor do peso e da massa de um corpo relacionam-se pela expressão  P=m x g  sendo P o peso medido em newtons, m a massa medida em kg, g o valor da aceleração gravítica que é 9,8 m/s ao quadrado.

3º Lei de Newton ou Lei da Acção-Reacção - Quando dois corpos estão em interacção, à acção de um corpo sobre outro corresponde sempre uma reacção igual e oposta que o segundo corpo exerce sobre o primeiro.

As forças que constituem um par acção-reacção descrevem a interacção entre dois corpo e têm:

• a mesma direcção
• sentidos opostos
• a mesma intensidade
• pontos de aplicação diferentes: a acção actua num dos corpos e a reacção actua no outro

Esta lei é muito notória nos foguetões. Imaginemos uma câmara fechada onde exista um gás em combustão. A queima do gás irá produzir pressão em todas as direcções. A câmara não se vai mover em nenhuma direcção pois as forças nas paredes opostas da câmara se anularão. Se introduzirmos um bocal na câmara, onde os gases possam escapar, haverá um desequilíbrio. A pressão exercida nas paredes laterais opostas continuará não produzindo força, pois a pressão de um lado anulará a do outro. Já a pressão exercida na parte superior da câmara produzirá empuxo, pois não há pressão no lado de baixo (onde está o bocal). Assim, o foguete se deslocará para cima por reacção à pressão exercida pelos gases em combustão na câmara de combustão do motor. Por isto este tipo de motor é chamado de propulsão por reacção.

O movimento - Em trânsito

Um corpo está em movimento sempre que em relação a um referencial a sua posição varia à medida que o tempo decorre.

Um corpo está e repouso sempre que em relação a um referencial a sua posição não varia à medida que o tempo decorre.

Chama-se distância percorrida do comprimento da trajectória descrita por um corpo em movimento e é uma grandeza escalar.

O deslocamento é uma grandeza vectorial. O seu valor indica a distância, medida em linha recta, entre as posições inicial e final do corpo e movimento. O sentido do deslocamento é da posição inicial para a final.

A unidade SI de distância percorrida e de valor do deslocamento é o metro - m. 

A velocidade é uma grandeza vectorial que nos indica a rapidez do movimento em cada instante e, ainda , a direcção e o sentido e que o movimento se realiza. O vector velocidade tem sempre o sentido do movimento e a direcção é:

• igual à da trajectória, se é retilínea
• tangente à trajectória, se é curviínea

A unidade SI do valor da velocidade chama-se metro por segundo, m/s.

Tipos de movimentos

No movimento rectilíneo uniforme:

• a velocidade tem a mesma direcção, o mesmo sentido e o mesmo valor em todos os instantes
• o valor da velocidade é igual ao valor da rapidez média  v=rm  v=distância percorrida: tempo
• a distância percorrida é directamente proporcional ao tempo
• o valor da velocidade é constante
• a distância percorrida pode calcular-se através do produto distância percorrida=velocidade x tempo, que corresponde à área do rectângulo limitado pelo gráfico velocidade tempo

Num movimento acelerado, o valor da velocidade aumenta à medida que o tempo decorre.

No movimento uniformemente acelerado:

• o valor da velocidade varia linearmente com o tempo
• a distância percorrida pode calcular-se através da área do triângulo limitado pelo gráfico velocidade-tempo

Num movimento retardado, o valor da velocidade diminui à medida que o tempo decorre.

No movimento uniformemente retardado:

• o valor da velocidade varia linearmente com o tempo
• a distância percorrida calcula-se através da área do triângulo limitado pelo gráfico velocidade-tempo

Velocidade e distância de segurança

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

• do tempo de reacção do condutor (a média é de 0,7s)
• da velocidade do veículo no momento em que o condutor se apercebe do obstáculo
• das características do veículo e do estado do pavimento

A distância de segurança pode calcula-se a partir de gráficos velocidade-tempo.

A aceleração dos movimentos

A aceleração média é uma grandeza vectorial que nos indica como varia a velocidade num determinado intervalo de tempo. Em qualquer movimento rectilíneo, o valor da aceleração média calcula-se por  am=vf-vi:t  ou seja aceleração média é igual à velocidade final menos a inicial a dividir pelo intervalo de tempo. A unidade SI de aceleração média é o metro por segundo ao quadrado  m/s ao quadrado. 

Se o movimento é acelerado, a aceleração média tem o sentido do movimento e valor positivo. Se o 

movimento é retardado, a aceleração média tem sentido oposto ao do movimento e valor negativo. 

No movimento rectilíneo uniformemente acelerado, a aceleração é constante, tendo a mesma direcção e o mesmo sentido do movimento.

No movimento rectilíneo uniformemente retardado, a aceleração é constante, tendo a mesma direcção, mas sentido contrário ao movimento.

No movimento rectilíneo uniforme, não há aceleração.