Post on 10-Dec-2018
Física e Química Módulo F4 – Circuitos Elétricos
Página 1 de 10
Governo da República
Portuguesa
Circuitos Elétricos
O que é uma corrente elétrica?
É um movimento orientado de partículas com carga elétrica.
Condutores Elétricos
Bons Condutores Elétricos – são materiais através dos quais a corrente
elétrica passa. (ex.: alumínio, água com sal, grafite, etc.)
Maus Condutores Elétricos ou Isoladores – elétricos são materiais através dos
quais a corrente elétrica não passa. (ex.: plástico, madeira, cortiça, etc.)
Circuito Elétrico
Para haver corrente elétrica é preciso um circuito elétrico, ou seja, um caminho por
onde circulam as partículas com carga elétrica (eletrões ou iões).
Página 2 de 10
Componentes de um circuito elétrico
Fontes de energia ou geradores – transferem energia para os restantes
componentes do circuito. (ex.: baterias, pilhas, tomadas de eletricidade, etc.)
Recetores – recebem a energia do gerador. (ex.: lâmpada, resistência, motor, etc.)
Fios de ligação – são os fios de material bom condutor, como cobre, revestidos a
plástico, que estabelecem a ligação entre os restantes componentes.
Interruptores – tem a dupla função de estabelecer e interromper a passagem de
corrente elétrica num circuito.
Curso Profissional
Física e Química Módulo F4 – Circuitos Elétricos
Página 3 de 10
Diferença de Potencial ou Tensão (U)
Energia que o gerador fornece ao circuito por unidade de carga que o atravessa. A sua
unidade no SI é o volt (V).
As tomadas das nossas casas fornecem uma tensão de 230 V. Assim, os equipamentos
elétricos que compramos vêm preparados para funcionar com a tensão de 230 V – com uma
tensão inferior não funcionam e com uma tensão superior queimam-se.
Intensidade de Corrente (I)
Indica se a corrente é muito ou pouco intensa. Relaciona-se com o número de eletrões
que atravessam uma secção reta de um condutor metálico num segundo: quanto maior for
esse número, mais intensa será a corrente. A sua unidade SI é o ampere (A).
𝑰 =
𝒒
∆ 𝒕
I – intensidade ( A , ampare )
q – carga elétrica ( C, coulomb )
∆ t – intervalo de tempo (s , segundos )
Página 4 de 10
Física e Química Módulo F4 – Circuitos Elétricos
Associação de lâmpadas em serie
Associação de lâmpadas em paralelo
Percursos para a
corrente elétrica
Um só percurso para as cargas elétricas. Dois ou mais percursos para as cargas elétricas.
O que o interruptor
comanda
Um interruptor comanda sempre todas as
lâmpadas.
Um interruptor instalado: -no ramo principal comanda todas as lâmpadas; -
numa ramificação comanda apenas a lâmpada da
ramificação.
O que acontece quando uma lâmpada
avaria
A avaria de uma lâmpada desliga todas as
outras: todas se apagam.
Quando uma lâmpada avaria:
-se é do ramo principal, todas se apagam;
-se é de uma ramificação, as restantes permanecem
acesas.
Luminosidade A luminosidade de cada lâmpada diminui à
medida que o número de lâmpadas aumenta.
A luminosidade de cada lâmpada não se altera
quando o número de lâmpadas aumenta.
Diferença de
potencial U
Uassociação = UL1 + UL2 +… Uassociação = UL1 = UL2 =…
Corrente elétrica
I
IL1 = IL2 = … Iramo principal = IL1 + IL2 + … IL1
pode ser igual ou diferente de IL2
Física e Química Módulo F4 – Circuitos
Elétricos
Página 5 de 10
Resistência elétrica (R)
A resistência elétrica relaciona-se com a oposição que um condutor oferece à passagem
da corrente elétrica. A sua unidade no SI é o ohm (símbolo Ω).
A resistência de um condutor depende:
do material
do seu comprimento
da sua espessura
da sua temperatura
Como determinar a resistência de um condutor elétrico
Processo direto
Para medir a resistência de um condutor é utilizado um
aparelho chamado ohmímetro, que faz parte de um multímetro.
Processo indireto
A medição da resistência elétrica de condutores em funcionamento nos circuitos
faz-se por um processo indireto, sendo necessário:
medir a corrente elétrica no circuito do condutor, com um amperímetro;
medir a tensão entre os terminais do condutor, com um voltímetro.
Física e Química Módulo F4 – Circuitos Elétricos
Página 6 de 10
Lei de Ohm
A diferença de potencial entre os terminais de um condutor metálico filiforme e
homogéneo, a temperatura constante, é diretamente proporcional à corrente elétrica
que o percorre.
Resistências associadas em série
Resistências associadas em paralelo
𝑹 𝒆𝒒 = 𝑹 𝟏 + 𝑹 𝟐 + 𝑹 𝟑 + ⋯ + 𝑹 𝒏
𝟏
𝑹 𝒆 𝒒 =
𝟏
𝑹 𝟏 +
𝟏
𝑹 𝟐 +
𝟏
𝑹 𝟑 + ⋯ +
𝟏
𝑹 𝒏
Física e Química Módulo F4 – Circuitos
Elétricos
Página 7 de 10
Efeitos da corrente elétrica
O efeito térmico da corrente elétrica, também conhecido por efeito Joule, é
evidenciado nas resistências de aquecedores, cilindros de agua, grelhadores,
ferros de engomar, secadores de cabelo.
O efeito químico da corrente elétrica corresponde a ocorrência de reações
químicas provocadas pela corrente elétrica quando passa nas soluções
aquosas condutoras.
O efeito magnético corresponde a alteração das propriedades magnéticas do
espaço a volta dos condutores, sendo capaz de provocar movimentos.
O efeito luminoso corresponde à passagem da corrente elétrica num sólido
ou num gás pode originar emissão de luz, pelo que falamos em efeito luminoso
da corrente elétrica. Este efeito está bem patente nas lâmpadas.
Potência elétrica de recetores elétricos
A potência de um recetor mede a energia elétrica que o recetor recebe por
unidade de tempo, a qual é transformada em energia com outras designações e transferida
Qual o significado do valor 2000 W?
Significa que este motor recebe a energia de 2000 J durante 1 s.
para o exterior.
𝐏 = 𝐔 × 𝐈
Física e Química Módulo F4 – Circuitos Elétricos
Página 8 de 10
Energia elétrica e consumos energéticos
O “consumo” de energia determina-se
utilizando a seguinte expressão:
Quando nos referimos a energia elétrica,
utiliza-se muitas vezes a unidade pratica
kilowatt hora, símbolo kW h, para exprimir consumos energéticos.
1 kW h é a energia recebida ou transferida por um recetor de potência 1 kW durante 1 h de
funcionamento.
Valores nominais dos recetores
Os aparelhos elétricos trazem inscritos, de fábrica, os seus chamados valores
nominais, que se referem às condições normais de funcionamento do aparelho. Estes
valores são, em geral, a potência elétrica máxima do aparelho e a respetiva diferença de
potencial.
Ex: Torradeira: 800 W, 230 V
Se a torradeira for ligada a uma tomada de 230 V, terá uma potência máxima de 800 W:
disponibiliza 800 J de energia num segundo.
A potência dos aparelhos e o valor da corrente elétrica nos circuitos
Os valores da diferença de potencial a que um recetor está ligado e da sua potência
permitem calcular a corrente elétrica no circuito do recetor.
Física e Química Módulo F4 – Circuitos
Elétricos
Página 9 de 10
Força elétrica e Potencial elétrico
Em qualquer átomo, que faz parte da constituição de um dado corpo, o nº de eletrões,
que são as partículas com carga negativa, é igual ao nº de protões, que são as partículas com
carga positiva, o que torna o átomo eletricamente neutro.
elétricas.
Cargas do mesmo sinal repelem-se;
Cargas de sinais contrários, atraem-se.
A expressão de matemática que define o campo elétrico:
Se numa região do espaço se faz sentir a ação de uma ou mais
cargas elétricas verifica - se a existência de um campo elétrico .
Um campo elétrico consiste na interação entre cargas
Física e Química Módulo F4 – Circuitos Elétricos
Página 10 de 10
Características do campo elétrico
Ponto de aplicação – no ponto P;
Direção – a mesma da força;
Sentido – o mesmo da força se q > 0
– contrário da força se q < 0;
Intensidade: valor de E (campo elétrico)
Linhas de campo elétrico
Aponta para a partícula se a carga desta for negativa (-q) e no sentido contrário se for
positiva (+q).
As linhas de campo elétrico:
são tangentes, em cada ponto, ao vetor campo elétrico, E;
têm, em cada ponto, o sentido de E;
nunca se cruzam;
saem da carga positiva e entram na carga negativa; são mais densas onde o campo é mais intenso.
Força elétrica
Consideremos duas cargas pontuais, q1 e q2, de sinais contrários, localizadas nos pontos A e B. Cada uma das cargas exerce uma força elétrica de atração sobre a outra.
A expressão de matemática que define a força elétrica:
Fel – força elétrica (N, newton)
k – constante de Coulomb (8,987 x 109 N m2 C-2)
q1, q2 – cargas elétricas (C, coulomb)
d – distância entre as cargas elétricas (m, metro)
𝑭 𝒆𝒍 = 𝒌 | 𝒒 𝟏 | × | 𝒒 𝟐 |
𝒅 𝟐