Sumário Corrente e Resistência

ELECTROMAGNETISMO Corrente, Resistência e Circuitos-Aula #11 19/10/2018

Sumário  Corrente e Resistência:  Movendo Cargas e Correntes Elétricas;  Corrente elétrica;  Densidade de corrente;  Resistência e resistividade. Exemplos.  Lei de Ohm;  Lei de Ohm do ponto de vista microscópico; Potência em circuitos elétricos;  Semicondutores e Supercondutores.  Exemplos.

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Corrente Eléctrica

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Até agora temos dedicado ao estudo a cargas imóveis - electrostática .

Agora passaremos à física de correntes eléctricas - cargas em movimento.

Exemplos de Correntes Eléctricas que envolvem muitas profissões

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 Meteorologistas estão preocupados com raios e com o fluxo de carga através da atmosfera.  Biólogos, fisiologistas e engenheiros que trabalham na tecnologia médica estão preocupados com as correntes nervosas que controlam os músculos e especialmente com a forma como essas correntes pode ser restabelecidas após ferimentos da medula espinhal.  Engenheiros eléctricos estão preocupados com inúmeros sistemas eléctricos, tais como sistemas de energia, sistemas de protecção contra descargas atmosféricas, sistemas de armazenamento de informação e sistemas de música.  Engenheiros espaciais monitorar e estudar o fluxo de partículas carregadas do nosso Sol, porque que o fluxo pode acabar com sistemas de telecomunicações em órbitas e até mesmo com sistemas de transmissão de energia no chão.

Corrente eléctrica

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Apesar de uma corrente eléctrica ser um fluxo de cargas em movimento, nem todas as cargas que se deslocam constituem uma corrente eléctrica.

Se houver uma corrente eléctrica através uma dada superfície, deve haver um fluxo líquido de carga através dessa superfície.

Corrente Eléctrica  Os electrões livres (electrões de condução), num determinado comprimento de um fio de cobre isolados estão em movimento aleatório com velocidades da ordem de 106 m/s.  Se consideramos uma secção recta do fio, os electrões de condução passam por ela em ambos os sentidos à taxa de muitos bilhões por segundo, mas não há transporte de carga líquida e, portanto, nenhuma corrente através do fio.  No entanto, se ligar as pontas do fio a uma bateria, os electrões são influenciados pelo campo eléctrico e com o resultado há agora um transporte de carga líquida e, assim, uma corrente eléctrica através do fio.

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Comparação com um jato de água numa mangueira

 O fluxo de água através de uma mangueira de jardim representa o fluxo direccionado de carga positiva (os protões das moléculas de água) a uma taxa de vários milhões de coulombs por segundo.  No entanto, não há nenhum transporte líquido de carga porque há um fluxo paralelo de carga negativa (os electrões da água moléculas) de exactamente a mesma quantidade de carga  que se move na mesma direcção.

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Um circuito de cobre em equilíbrio eletrostático está a um único potencial e o campo elétrico é nulo em todos os pontos no interior do cobre.

A colocação de uma bateria impõe uma diferença de potencial eléctrico entre as extremidades do circuito que estão ligadas aos terminais da bateria. A bateria produz assim um campo eléctrico dentro do circuito, de um terminal ao outro, e o campo faz com que as cargas se movam ao redor do circuito.

Este movimento de cargas é uma corrente i.

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A corrente I através do condutor tem o mesmo valor nos planos aa ', bb' e cc'. A carga é conservada!

Uma vez que a corrente pode variar no tempo, calcula-se a carga integrando-se a corrente: