QUESTIONÁRIO 1 - CORRENTE E RESISTÊNCIA

QUESTIONÁRIO 1

1) São comuns dois submúltiplos da unidade de corrente elétrica: o miliampère (mA) e o microampère (µA).

Se mili indica a milésima parte e micro indica a milionésima pate da unidade, calcule as relações entre o ampère e esses submúltiplos.

2) A intensidade de corrente elétrica é mantida constante e igual a 500mA durante um minuto em um fio de prata.

a) Calcule a quantidade de carga de carga elétrica que atravessa uma secção reta desse fio durante esse intervalo de tempo.

b) Esboce o gráfico da intensidade de corrente (i) em função do tempo (t).

c) Interprete o significado físico da área sob esse gráfico.

3) Que vem a ser elétron livre? Que se entende por nuvem eletrônica? Onde é possível encontrar íons livres?

4) Qual a diferença entre condutores iônicos e condutores eletrônicos? Cite dois exemplos de cada um.

5) Que é corrente elétrica? Qual é o sentido convencional da corrente elétrica?

6) Qual a diferença entre corrente contínua e corrente alternada?

7) Como se determina a carga elétrica que atravessa um condutor a partir de um gráfico i x t?

8) Quando a corrente elétrica circula pelos elementos de um circuito elétrico fechado há alteração na intensidade de corrente que "entra" em cada elemento em relação à corrente que "sai" do mesmo?

9) Que ocorre com a energia elétrica transportada pelas cargas elétricas ao atravessarem:

a) uma pilha b) uma bateria c) uma lâmpada d) um ferro elétrico?

10) Por que um condutor se aquece ao ser percorrido por uma corrente elétrica? Qual o nome desse efeito?

11) Do que depende a resistência elétrica de um condutor? Qual sua unidade de medida no SI?

12) Que ocorre com a resistividade de um material quando sua temperatura é aumentada? Todos os materiais se comportam da mesma maneira? Cite exemplos.

13) Um condutor ôhmico apresenta resistência de 10 Ω e é percorrido por uma corrente de 3,0 A.

a) Calcule a tensão a que ele está submetido?

b) Calcule os valores da resistência e da itensidade de corrente se a tensão for aumentada 5 vêzes.

14) Assinale falso (F) ou verdadeiro (V) para cada uma das alternativas a seguir:

I - A resistência elétrica não depende da temperatura.
II - A resistência elétrica depende do material de que é feito o fio.
III - Quanto maior a área da secção transversal, maior a resistência elétrica.
IV - Quanto maior o comprimento, maior a resistência elétrica.
V - O inverso da resistência é chamado condutância.
VI - A condutância é medida, no SI, em siemens (S).

15) Um fio de resistência elétrica R tem comprimento L e área de secção transversal A. Estica-se esse fio até que seu comprimento dobre. Calcule qual será a nova resistência desse fio, supondo que não tenha havido alteração de sua resistividade nem de sua densidade.

16) Os metais são bons condutores elétricos, porque tem, no seu interior, um grande número de elétrons livres, que podem se deslocar de um ponto a outro do material.

Quando submetidos à ação de um campo elétrico, esses elétrons migram para os pontos de maior potencial, configurando dessa forma uma corrente elétrica.

Julgue os itens seguintes relacionados com o texto acima e também com o conhecimento de condução em metais:

(0) como os elétrons de condução têm o mesmo comportamento das moléculas de um gás, no interior do metal, é utilizada a expressão "gás de elétrons" para designar seu conjunto, ou "mar de Fermi", que foi quem primeiro descreveu sua propriedade.

(1) quando aplicamos uma ddp a dois pontos do metal, o campo elétrico passa a exercer forças sobre os elétrons de condução, o que faz sua velocidade variar.

(2) a corrente elétrica é constituída por um enorme número de elétrons, cada um dos quais se dirigindo lentamente ao pólo positivo.

(3) o filamento de uma lâmpada é um condutor metálico que se torna incandescente devido à corrente que percorre seu interior.

TEXTO 2 - O problema do mau contato

(Adaptado da obra: aprendendo Física, vol. 3, Marcos Chiquetto e outros).

Um dos problemas mais comuns em eletricidade é o mau contato. Ele pode ocorrer em qualquer ponto do circuito no qual haja contato entre dois condutores, por exemplo, numa emenda de fios, numa chave interruptora, num soquete de lâmpada, etc.

Geralmente, o mau contato é provocado por fixação insuficiente, devido a um parafuso mal apertado, uma mola enfraquecida num interruptor, uma lâmpada mal rosqueada, etc.

O grande problema do mau contato é que, se não for corrigido, sempre tende a piorar.

Um ponto de mau contato sempre apresenta maior resistência elétrica que o resto dos fios do circuito. Isso quer dizer que todo mau contato é um ponto de produção de calor.

Você aprendeu em Química que a velocidade das reações químicas sempre aumenta com o aumento da temperatura. Ora, todos os metais se oxidam, isto é, reagem com o oxigênio do ar, formando óxidos que se depositam em suas superfícies. A velocidade dessa reação, para o cobre, é muito baixa à temperatura ambiente, mas cresce na região do mau contato, devido à temperatura maior. Infelizmente, os óxidos que se formam são isolantes, o que aumenta mais a resistência elétrica no ponto do mau contato. Com isso, a temperatura aumenta mais ainda,o que aumenta a velocidade de oxidação. Assim, cria-se um ciclo vicioso, que só torna o roblema mais grave.

Esse problema é mais crítico em circuitos nos quais a intensidade de corrente é alta, como os chuveiros elétricos. Um mau contato no fio de um chuveiro elétrico vai fatalmente evoluir, até que o material de revestimento dos fios e as fitas isolantes comecem a se queimar. Portanto, ao detectar um mau contato, corrija-o imediatamente, pois mais cedo ou mais tarde você vai ter que consertá-lo.

O mau contato é perigoso, pois, não produzindo sobrecarga de corrente não provoca queima de fusíveis. Um mau contato num ponto de alta corrente, como uma chave geral, pode produzir um incêndio sem que os fusíveis se queimem.

" LEIA E ESTUDE, É FUNDAMENTAL PARA QUALQUER ATIVIDADE HUMANA."

ECONOMIA DE ENERGIA ELÉTRICA, UM BEM LIMITADO!

ECONOMIA DE ENERGIA ELÉTRICA, UM BEM LIMITADO!

Cleovam Pôrto
Introdução

Será que podemos contar com a energia em qualquer ocasião? Certamente você irá responder que sim, que devido à transformação de energia em outra, a conservação de energia, sempre será fácil obtê-la.

Porém isto é parte da história! Apesar de a energia não desaparecer, ela pode ficar muito escassa, inclusive para uso doméstico.

No Brasil, grande parte da energia provém de usinas hidrelétricas. Nelas, a água represada é utilizada para movimentar geradores eletromagnéticos que produzem corrente elétricas.

Na queda - d’água há transformação de energia potencial gravitacional em energia cinética. O movimento da água transfere movimento ao gerador eletromagnético, que o transforma em energia, chegando às cidades e distribuídas às nossas casas, etc.

Uso Racional de Energia Elétrica e Eletrodoméstico

O consumo de energia elétrica vem aumentando a cada ano em todo o Brasil. Em parte, isso ocorre porque o país está crescendo, o que significa mais indústrias, serviços, empregos etc. Mas por outro lado, há uma grande quantidade de desperdício, como a água, por exemplo, jorrando por aí, água pura para beber, lavando carros!

Além disso, há uma concentração do uso de energia elétrica no período das 18 às 21 horas. Essa é a hora em que as pessoas voltam do trabalho, do colégio etc. para suas casas. Desta forma, acendendo lâmpadas, ligando TV, tomando banho, ligam ventiladores ou aparelhos de ar condicionado; enfim, consomem muita energia ao mesmo tempo. Isso gera uma sobrecarga no sistema elétrico, podendo causar problemas no fornecimento.

Quando você economiza energia em sua casa, apartamento, chácara etc. você estará aliviando o seu bolso e economizando energia na sua casa, diminuindo a conta de energia sem perder nada do conforto que a vida lhe proporciona. Além disso, ajudando o Brasil a continuar crescendo sem problemas de abastecimento de energia.

Recomendações Gerais

· Sempre que você puder usar um aparelho elétrico fora do horário de pico (de 18 as 21 h), faça isto. É sinônimo de economia.

· Quando sair em viagem longa, desligue a chave geral da casa.

· O consumo de alguns eletrodomésticos, como geladeiras, freezers e aparelhos de ar condicionado, são medidos todo o ano por um centro de pesquisas do governo. Os campeões de economia nas suas respectivas categorias ganham Selo Procel de Economia de Energia. Na hora da compra, dê preferência a esses modelos.

Trabalho a ser desenvolvido de forma individual

Todos os alunos individualmente deverão desenvolver a atividade de forma individual, entregando esta na data definida. Para isto terá auxílio, de uma tabela anexa.

Um choque pode ter conseqüências mais sérias do que um susto

Os benefícios da energia elétrica todo mundo conhece. O que nem todo mundo sabe é que essa amiga do cotidiano pode nos causar sérias surpresas se não forem observados cuidados mínimos. Elas precisam ter consciência de que eletricidade mata e não é brincadeira! Portanto faça essas medidas com os aparelhos DESLIGADOS!

NOÇÕES DE CORRENTE ELÉTRICA

TEXTO I

CORRENTE ELÉTRICA

1. Corrente elétrica

Quando se fala da utilização da energia elétrica no cotidiano, na produção ou no transporte, tem-se em vista habitualmente o trabalho da corrente elétrica. A corrente elétrica é transportada da central elétrica ao consumidor por meio de fios.

O que é, portanto, a corrente elétrica que todos nós utilizamos no nosso cotidiano e o que é necessário para que ela surja e esteja disponível durante o período no qual precisamos?

A palavra “corrente” significa movimento ou fluxo de algo. Por exemplo, nos rios e nas canalizações corre a água, nos gasodutos, gás etc. Nestes casos costuma-se falar em corrente ou fluxo de água ou gás.

Mas o que é que se pode deslocar-se ou correr nos fios que ligam os consumidores à central elétrica? Já sabemos que nos corpos existem elétrons, cujo movimento explica diversos fenômenos de eletrização. O elétron possui uma carga elétrica negativa. Partículas maiores, os íons, são também portadoras de cargas elétricas. Portanto, nos condutores podem deslocar-se partículas carregadas de diversos tipos.

Corrente elétrica, portanto, é um movimento ordenado de partículas carregadas.

Para obter uma corrente elétrica no condutor, é necessário criar nele um campo elétrico. A ação deste campo faz com que as partículas carregadas, que podem se deslocar livremente neste condutor, se coloque em movimento no sentido da ação das forças elétricas, o que conduz o aparecimento da corrente elétrica.

No caso mais simples, a corrente elétrica surge num condutor que ligue um corpo carregado a um corpo não carregado ou a terra. Esta corrente é de muita curta duração, pois a carga do corpo eletrizado passa rapidamente para o outro corpo ou escoa para a terra. E quando o corpo perde a carga, desaparece o campo elétrico no condutor e, paralelamente cessa a corrente elétrica. Para que a corrente elétrica no condutor se mantenha durante um período bastante longo é necessário mantê-lo sob a ação do campo elétrico. No nosso caso, para alcançar este objetivo seria preciso fazer com que o corpo se mantenha permanentemente com carga, por exemplo, carregando-o com uma vareta eletrizada de vidro ou de ebonite. No entanto, não é difícil notar que este método de manutenção do campo no condutor não serve.

Na prática, o campo elétrico nos condutores é criado e pode ser mantido durante muito tempo pelas fontes de corrente elétrica.

Questões:

1. O que é que se tem em vista quando se fala da utilização prática da energia elétrica?
2. O que é a corrente elétrica?
3. O que é necessário fazer para que num condutor surja uma corrente?

2. Fontes de Corrente

As fontes de corrente elétrica têm sempre dois pólos, isto é, locais em que se acumulam cargas elétricas. Num dos pólos cumula-se a carga positiva e no outro a negativa. Entre os pólos existe um campo elétrico. Por isso, se os pólos estão ligados às extremidades de um condutor, por este condutor passa corrente elétrica.

Mas de onde surgem as cargas nos pólos da fonte de corrente?

Já sabemos que em cada corpo existem partículas carregadas negativamente, os elétrons, assim como prótons, cuja carga é positiva. Mas uma vez que o número de partículas de ambos os tipos nos corpos é igual, o corpo no seu todo não tem carga nenhuma (neutro). Se estas cargas forem divididas de forma a que uma parte de elétrons se acumule numa extremidade do corpo ficarão carregadas, isto é, formarão os pólos. Mas para dividir as cargas, é preciso realizar certo trabalho, pois os elétrons e os prótons atraem-se mutuamente.

Nas fontes de corrente realiza-se o trabalho de separação das cargas positivas das negativas. Mas, quando é realizado um trabalho, um tipo de energia transforma-se em outro. Nas diversas fontes de corrente em energia elétrica transformam-se outras espécies de energia.

Numa máquina elétrica, transforma-se em energia elétrica a energia mecânica.

O cientista italiano Alessandro Volta (1745 - 1827) observou o seguinte fenômeno. Quando numa solução ácida se colocavam placas de dois metais diferentes, numa das placas surgia uma carga negativa e na outra, uma positiva, isto é, formava-se uma fonte de corrente.

Esta fonte é chamada pilha galvânica de Volta (a palavra ”galvânica” é utilizada porque alguns dos fenômenos em que se baseia o elemento de Volta tinham sido descobertos antes disso pelo cientista Galvani).

Questões:

1. Como é composta uma fonte de corrente?
2. O que são os pólos duma fonte de corrente?
3. Como é constituída uma pilha de volta? (pesquise)!

Estudar e ler faz parte do crescimento individual e de uma grande nação!

ESTUDE E PESQUISE!