Energia Elétrica e Potência Elétrica

A Energia Elétrica consumida por um recetor relaciona-se com a intensidade da corrente, a diferença de potencial e com o tempo de funcionamento.

A Potência Elétrica corresponde á energia elétrica consumida por unidade de tempo.

 

 

Fórmulas para calcular a Energia Elétrica e a Potência Elétrica:

 

 



Lei de Ohm

Há condutores cuja resistência elétrica tem sempre o mesmo valor, qualquer que seja o circuito elétrico onde estão instalados, não dependendo da intensidade da corrente e da diferença de potencial. A estes chamam-se condutores óhmicos.
Nos condutores óhmicos o quociente da diferença de potencial e a intensidade da corrente é constante. Ou seja a diferença de potencial (U) e a intensidade da corrente (I) são diretamente proporcionais.

Resistência Elétrica

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

Resistência Pequena «--» bom condutor

Resistência Grande «--» mau condutor



Podemos utilizar dois processos para determinar a resistência elétrica de um condutor:

• Método Direto -» utiliza-se um ohmímetro, para medir a resistência elétrica de um condutor, quando este não esteja em funcionamento num circuito elétrico, ou seja, mede-se diretamente no condutor,

• Método Indireto -» mede-se primeiro a intensidade da corrente onde está instalado o condutor, com um amperímetro e depois, com um voltímetro, mede-se a diferença de potencial. Depois calcula-se resistência através do quociente entre os valores da diferença de potencial e da intensidade da corrente.

 

 

 

A resistência depende do comprimento, da espessura e do tipo de material de que são feitos:

 

Grande comprimento e pequena espessura «---» Grande resistência

 

Pequeno comprimento e grande espessura «---» Pequena resistência

 

 



Intensidade da Corrente

A Intensidade da Corrente é a quantidade de carga elétrica que passa numa secção de um circuito, por unidade de tempo.






Intensidade da Corrente num circuito em série:

A intensidade da corrente é igual em todos os recetores.
 

 

 

Intensidade da Corrente num circuito em paralelo:

A intensidade da corrente no ramo principal é igual à soma das intensidades da corrente que percorre as várias ramificações.

 

Diferença de Potencial (d.d.p)

A Diferença de Potencial ou Tensão Elétrica relaciona-se com a energia que é fornecida à unidade de carga elétrica que atravessa o circuito.

 




O alcance deste voltímetro é 3V;
A menor divisão da escala é 0,1V;
A maior divisão da escala é 1V.










Diferença de Potencial num circuito em série:

A diferença de potencial nos terminais do conjunto de recetores é igual à soma das diferenças de potencial nos terminais de cada recetor.

Diferença de Potencial num circuito em paralelo:

A diferença de potencial é igual nos terminais de todos os recetores.

O que é a corrente elétrica?

A corrente elétrica é um movimento orientado de partículas com carga elétrica.

• Nos metais -» eletrões livres;
• Nas soluções iónicas -» iões.

Existem dois tipos de corrente elétrica:

- Corrente Continua  (DC ou =) -» faz-se num único sentido. Ex: Pilha

- Corrente Alternada (AC ou ~) -» faz-se em ambos os sentidos, alternadamente. Ex: Tomada Elétrica.















Também existem 2 sentidos para a corrente elétrica:

- Sentido Convencional -» faz-se do polo positivo da fonte de energia para o negativo.

- Sentido Real -» faz-se do polo negativo da fonte de energia para o positivo.

Electricidade - Regras de Segurança

Não deves ligar muitos aparelhos à mesma tomada;
Não deves desligar as fichas das tomadas puxando pelos fios;
Não deves utilizar um aparelho elétrico com o fio de ligação em mau estado;
Não deves tocar com os dedos ou objetos metálicos nas tomadas elétricas;
Não deves substituir uma lâmpada ou reparar qualquer aparelho elétrico ligado à corrente;
Não deves tocar nos interruptores nem ligar aparelhos elétricos com as mãos molhadas;
Não deves deitar água em ferros de engomar, chaleiras ou cafeteiras elétricas sem que estes estejam desligados da corrente;
Não deves usar qualquer aparelho elétrico sem antes ler cuidadosamente as instruções de funcionamento;
Não deves em caso algum subir a um poste elétrico.


Agora descobre o que os habitantes desta casa estão a fazer erradamente...

Leis de Newton

1ª Lei de Newton ou Lei da Inércia

Um corpo em repouso, tem tendência em ficar em repouso, ou seja, a menos que lhe seja exercida uma força é que os seu estado de movimento se altera.


Força resultante é nula quando:
- o corpo está em repouso,
- o corpo se movimenta com um movimento retilíneo uniforme (velocidade constante).



2ª Lei de Newton ou Lei Fundamental da Dinâmica

A Força Resultante de um conjunto de forças que atuam num corpo produz nele uma aceleração com a mesma direção e sentido da força resultante, que é tanto maior quanto maior for a intensidadeda força resultante.


F_R = N
m = kg
g = m/s²



Caso Particular:

P = N
m = kg
g = m/s²

3ª Lei de Newton ou Lei da Ação-Reação

Quando dois corpos se estão a interagir, exercem uma força que tem a mesma direção e intensidade, mas sentido oposto. O par ação-reação está em corpos diferentes.

Força de Atrito

A Força de Atrito é uma força que se opõe sempre ao movimento de um corpo e resulta da interação entre o corpo e a superfície de contacto. Apenas dependem da aderência e do peso do corpo.

A intensidade das forças de atrito dependem:

• da massa do corpo (quanto maior for a massa do corpo, maior é a força de atrito e vice-versa);
• da natureza das superfícies de contacto ( quanto mais rugosa for a superfície maior é a força de atrito e vice-versa);

As forças de atrito existem quando os corpos se movem não só numa superfície sólida, mas também no ar e nos líquidos.

O atrito pode ser prejudicial em algumas situações como nas dobradiças das portas, para o vaivém penetrar na atmosfera, etc... e noutras pode ser útil como quando caminhamos, para as rodas do automóvel, na prática de desportos, etc...

Podemos reduzir o atrito através da utilização de lubrificantes e alcatroando as estradas.

Força de Reação Normal

A Força de Reação Normal (N)é uma força de reação que a superfície faz em um corpo que esteja em contacto com ela. Assim, esta força é sempre perpendicular à superfície.

Força de Reação Normal = Peso <=> N = P

Forças

Nas situações da vida real, dificilmente qualquer corpo está sujeito apenas a uma força. Quando várias forças atuam sobre um corpo, cada uma delas exerce um efeito nesse corpo (podendo deformá-lo ou variar o seu estado de movimento).

As forças são grandezas vetoriais, por isso são representadas através de vetores e a sua unidade é o Newton (N).

As forças são caracterizadas em:

• Direção;
• Sentido;
• Intensidade;
• Ponto de Aplicação.

O resultado dos efeitos de todas as forças é igual ao de uma única força - a força resultante.Chama-se força resultante à soma de todas as forças que estão a atuar num corpo.

Resultante de duas forças com o mesmo sentido e direção

Quando duas forças com a mesma direção e sentido atuam num corpo, a força resultante tem direção e sentido iguais ao das duas forças e intensidade igual à soma das intensidades das duas forças.

Resultante de duas forças com a mesma direção mas sentidos opostos

Quando duas forças com a mesma direção mas sentidos opostos atuam num corpo, a força resultante tem, direção igual ás duas forças, sentido igual ao da força com maior intensidade e intensidade igual à diferença entre as intensidades das duas forças.

Resultante de duas forças com direções diferentes

Quando duas forças com direções diferentes atuam num corpo, a força resultante tem direção e sentido diferente de ambas as forças, sendo que a sua intensidade pode ser descoberta de duas formas:

- através do Teorema de Pitágoras (caso o ângulo formado pelas duas forças seja de 90º);

- através da Regra do Paralelogramo (caso o ângulo formado pelas forças seja diferente de 90º).

Movimento Retilíneo

Um Movimento Retílineo é um movimento em que o corpo se desloca em linha reta, tendo uma trajetória retilínea.

Num movimento retilíneo, sem alteração de sentido, o deslocamento é igual à distância percorrida.

Num movimento retilíneo, em que o ponto de partida é igual ao ponto de chegada, o deslocamento é nulo.

Movimento Retilíneo Uniforme

Neste tipo de movimento, a velocidade mantém-se igual, ao longo do tempo.

Movimento Retilíneo Uniformemente Acelerado

Neste tipo de movimento, a velocidade aumenta, ao longo do tempo.

Movimento Retilíneo Uniformemente Retardado

Neste tipo de movimento, a velocidade diminui, ao longo do tempo.

Rapidez Média, Velocidade Média e Aceleração Média

A Rapidez Média (rm) é a distância percorrida em média por unidade de tempo. É uma grandeza escalar e é expressa em m/s.







A Velocidade Média (vm) é a rapidez do movimento em cada instante. É uma grandeza vetorial, sendo que tem que se mostrar a sua direção, sentido, intensidade e ponto de aplicação. É expressa em m/s.





A Aceleração Média (a_m) é a taxa da variação da velocidade. É uma grandeza vetorial, assim sendo necessário indicar a sua intensidade, direção, sentido e ponto de aplicação. É expressa em m/s².

Distância Percorrida e Deslocamento

Distância Percorrida

A Distância Percorrida (d) é o comprimento total da trajetória que um certo corpo realizou. É uma grandeza escalar e é expressa em metros (m).

Num gráfico velocidade-tempo, a distância percorrida calcula-se através da área da figura.

O Deslocamento (Δx)  distância em liha reta entre a posição inicial e a posição final de um certo corpo. É uma grandeza vetorial por isso é indicado, além do seu valor tem que ser indicada a sua direção, sentido e ponto de aplicação.




Δx = deslocamento
xf  = posição final
xi = posição inicial

Trajetória

A Trajetória é uma linha imaginária que representa as sucessivas posições ocupadas por um corpo ao longo do tempo.

Ex: o movimento de translação de um satélite em torno do Planeta Terra.

Tipos de Trajetória

• Retilínea

    

• Curvilínea:
• Elíptica

• Circular

• Parabólica