Fichas - Eletricidade - 1° Semestre

Processos de eletrização

Eletrização por atrito

Os corpos atritados adquirem cargas elétricas de mesmo valor absoluto e de sinais contrários.

Eletrização por contato

Os condutores adquirem cargas elétricas de mesmo sinal. Se os condutores tiverem mesma forma e mesmas dimensões, a carga final será igual para os dois e dada pela média aritmética das cargas iniciais.

Eletrização por Indução

Aproxima-se A de B

Liga-se B à Terra

Desliga-se B da Terra

  
Afasta-se A de B

Lei de Coulomb

k: constante eletrostática do meio onde estão as cargas.

No vácuo:

Campo Elétrico

 
A força elétrica que age na carga elétrica q colocada em P é dada pelo produto do valor da carga q pelo vetor campo elétrico E associado ao ponto P.

Se a carga q for positiva, Força e Campo têm o mesmo sentido.
Se a carga or é negativa, Força e Campo têm sentidos opostos.
Força e Campo têm sempre a mesma direção.

Características do vetor campo elétrico gerado por uma carga elétrica puntiforme Q fixa

 
Se Q for positivo o vetor campo elétrico é de afastamento. Se Q for negativo, o vetor campo elétrico é de aproximação:

Campo elétrico gerado por várias cargas elétricas puntiformes

Linhas de força

São linhas tangentes ao vetor campo elétrico em cada um de seus pontos. São orientadas no sentido do vetor campo elétrico.

Linhas de força no campo elétrico gerado por uma carga puntiforme positiva:

Linhas de força no campo elétrico gerado por uma carga puntiforme negativa:

As linhas de força partem de cargas elétricas positivas e chegam em cargas elétricas negativas.
 
Linhas de força do campo gerado por duas cargas elétricas de mesmo módulo, ambas positivas e uma positiva e a outra negativa:

Campo elétrico uniforme

O vetor campo elétrico E é o mesmo em todos os pontos; as linhas de força são retas paralelas igualmente espaçadas e de mesmo sentido.

Trabalho da força elétrica

τ_AB = q.(V_A - V_B)

Energia potencial elétrica

 
Potencial elétrico no campo de várias cargas elétricas puntiformes

Propriedades do potencial elétrico

1. Cargas elétricas positivas abandonadas em repouso num campo eletrostático e sujeitas apenas à força eletrostática, deslocam-se, espontaneamente, para pontos de menor potencial.

2. Cargas elétricas negativas abandonadas em repouso num campo eletrostático e sujeitas apenas à força eletrostática, deslocam-se, espontaneamente, para pontos de maior potencial.

3. Percorrendo-se uma linha de força no seu sentido o potencial elétrico ao longo de seu pontos diminui.

4. Em todo movimento espontâneo de cargas elétricas num campo eletrostático a energia potencial elétrica diminui e a energia cinética aumenta.

Superfície equipotencial

Toda superfície cujos pontos apresentam o mesmo potencial elétrico.
As linhas de força são perpendiculares às superfícies equipotenciais.

Características do campo uniforme

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Propriedades dos condutores em equilíbrio eletrostático

• O campo elétrico resultante nos pontos internos de um condutor em equilíbrio eletrostático é nulo.
• O potencial elétrico em todos os pontos internos e superficiais de um condutor em equilíbrio eletrostático é constante.
• As cargas elétricas em excesso num condutor em equilíbrio eletrostático distribuem-se por sua superfície externa.x
• A densidade elétrica superficial de cargas é maior nas regiões pontiagudas.
• O vetor campo elétrico num ponto da superfície tem direção perpendicular à superfície.

Campo elétrico de um condutor esférico eletrizado com carga Q

Ponto interno

Ponto externo

Ponto externo e infinitamente próximo da superfície 

Ponto da superfície
 

Potencial elétrico de um condutor esférico eletrizado com carga Q

Pontos internos e superficiais

Ponto externo

Capacitância eletrostática de um condutor isolado

Capacitância eletrostática de um condutor esférico de raio R

Ligação entre dois condutores esféricos

Intensidade média da corrente elétrica 

Energia e potência da corrente elétrica

E_el = P.Δt
J = W.s
kWh = kW.h
P = U.i

Resistores. Lei de Ohm

Lei de Ohm:

Mantida a temperatura constante, a ddp aplicada a um resistor é diretamente proporcional à intensidade da corrente elétrica que o atravessa.

U = R . i

Potência elétrica dissipada por um resistor

P = R.i²
P = U²/R

Resistividade

A resistência R de um resistor cilíndrico diretamente proporcional ao comprimento L e inversamente proporcional a A da seção transvesrsal:

R = ρ.L/A

A constante de proporcionalidade ρ depende do material que constitui o resistor e da temperatura, sendo denominada resistividade do material.