Grade 10
  1. Mecânica  1.1. Dinâmica  1.1.1. Movimento em uma dimensão  1.1.2. Movimento em duas dimensões  1.1.3. Deslocamento e Distância  1.1.4. Velocidade e Rapidez  1.1.5. Aceleração  1.1.6. Representação gráfica do movimento  1.1.7. Equações do movimento  1.1.8. Queda livre e aceleração devido à gravidade  1.1.9. Movimento projetil  1.1.10. Velocidade relativa  1.2. Dinâmica  1.2.1. Leis do Movimento de Newton  1.2.2. Inércia e massa  1.2.3. Força e seus tipos  1.2.4. força de ação e reação  1.2.5. Fricção e seus efeitos  1.2.6. Coeficiente de atrito  1.2.7. Movimento circular  1.2.8. Força centrípeta e aceleração centrípeta  1.2.9. Momento e Impulso  1.2.10. Conservação do momento  1.2.11. A terceira lei de Newton e aplicações  1.3. Trabalho, Energia e Potência  1.3.1. Trabalho realizado pela força  1.3.2. Teorema do trabalho–energia  1.3.3. Energia cinética  1.3.4. Energia potencial  1.3.5. Energia Mecânica  1.3.6. Conservação de Energia  1.3.7. Potência e eficiência  1.3.8. Renewable and non-renewable energy sources  1.4. Força gravitacional  1.4.1. Lei da gravitação universal de Newton  1.4.2. Campo gravitacional e intensidade do campo  1.4.3. Aceleração da gravidade em diferentes planetas  1.4.4. As leis do movimento planetário de Kepler  1.4.5. Órbitas e satélites  1.4.6. Peso e peso aparente  1.4.7. Energia potencial gravitacional
  2. Properties of matter  2.1. Estados da Matéria  2.1.1. Sólido, líquido e gás  2.1.2. Molecular structure of matter  2.1.3. Forças intermoleculares  2.1.4. Plasma e Condensado de Bose–Einstein  2.2. Pressão  2.2.1. Definição de Pressão  2.2.2. Pressão em líquidos  2.2.3. Pressão atmosférica  2.2.4. Princípio de Pascal  2.2.5. Princípio de Arquimedes e Flutuabilidade  2.2.6. Tensão superficial e capilaridade  2.3. Elasticidade  2.3.1. Lei de Hooke  2.3.2. Tensão e deformação  2.3.3. Limite de Elasticidade e Módulo de Elasticidade  2.3.4. Aplicações da Elasticidade
  3. Física térmica  3.1. calor e temperatura  3.1.1. Diferença Entre Calor e Temperatura  3.1.2. Escala de temperatura  3.1.3. Expansão térmica  3.1.4. Equilíbrio térmico  3.2. Transferência de calor  3.2.1. Condutividade  3.2.2. Convecção  3.2.3. Radiação  3.2.4. Isolamento e suas aplicações  3.3. Propriedades térmicas da matéria  3.3.1. Capacidade térmica específica  3.3.2. Calor latente e mudança de fase  3.3.3. Ponto de Ebulição e Fusão  3.3.4. Motores térmicos e refrigeração  3.4. Laws of Thermodynamics  3.4.1. Lei zero da termodinâmica  3.4.2. Primeira lei da termodinâmica  3.4.3. Segunda lei da termodinâmica  3.4.4. Ciclo de Carnot
  4. Ondas e óptica  4.1. A natureza e as propriedades das ondas  4.1.1. Tipos de ondas na natureza e propriedades das ondas  4.1.2. Ondas transversais e longitudinais  4.1.3. Parâmetros das ondas  4.1.4. Reflexão e refração de ondas  4.1.5. Superposição e Interferência  4.1.6. Ondas estacionárias e ressonância  4.1.7. Efeito Doppler  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Características das ondas sonoras  4.2.2. Velocidade do som em diferentes meios  4.2.3. Aplicações das ondas sonoras  4.2.4. Ultrassom e seus usos  4.3. Ondas de Luz e Óptica  4.3.1. Natureza da luz  4.3.2. Reflexão da luz  4.3.3. Leis da reflexão  4.3.4. Espelhos e Formação de Imagens  4.3.5. Refração da luz  4.3.6. Lei de Snell  4.3.7. Lentes e Formação de Imagens  4.3.8. Reflexão interna total e ângulo crítico  4.3.9. Fibra óptica  4.4. Optical Instruments  4.4.1. Microscópio  4.4.2. Telescope  4.4.3. Olho humano e defeitos de visão  4.4.4. Câmera e seu princípio de funcionamento
  5. Eletricidade e Magnetismo  5.1. Eletrostática  5.1.1. Electric charge and its properties  5.1.2. Condutores e Isolantes  5.1.3. Lei de Coulomb  5.1.4. Campo elétrico e linhas de campo  5.1.5. Potencial elétrico e diferença de potencial  5.1.6. Capacitores e Capacitância  5.2. Eletricidade Corrente  5.2.1. Corrente elétrica e sua medição  5.2.2. Lei de Ohm  5.2.3. Resistência e resistividade  5.2.4. Circuitos em Série e Paralelos  5.2.5. Energia e potência elétrica  5.2.6. Leis de Kirchhoff  5.3. Magnetismo e Eletromagnetismo  5.3.1. Campo magnético e linhas de campo  5.3.2. Efeitos magnéticos da corrente elétrica  5.3.3. Indução eletromagnética  5.3.4. Leis de Faraday da indução eletromagnética  5.3.5. Transformadores e Aplicações  5.3.6. Corrente AC e DC
  6. Física Moderna  6.1. Física nuclear  6.1.1. Estrutura do átomo  6.1.2. Modelo atômico de Bohr  6.1.3. Níveis de Energia dos Elétrons  6.1.4. Raios-X e aplicações  6.2. Radioatividade  6.2.1. Tipos de radiação  6.2.2. Meia-vida e decaimento radioativo  6.2.3. Reações nucleares e aplicações  6.2.4. Fissão e Fusão  6.3. Física quântica  6.3.1. Dualidade onda-partícula  6.3.2. Efeito Fotoelétrico  6.3.3. Quantização de energia  6.3.4. Princípio da incerteza de Heisenberg
  7. Eletrônica e Comunicação  7.1. Semicondutores  7.1.1. Condutores, Isolantes e Semicondutores  7.1.2. Diodos e suas aplicações  7.1.3. Transistores e Portas Lógicas  7.1.4. LEDs e fotodiodos  7.2. Sistemas de Comunicação  7.2.1. Noções básicas de comunicação  7.2.2. Analog and digital signals  7.2.3. Comunicação sem fio e por fibra óptica  7.2.4. Ondas de Rádio e Modulação

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Corrente AC e DC


No mundo da eletricidade, existem dois tipos principais de corrente elétrica: corrente alternada (AC) e corrente contínua (DC). Ambos os tipos de corrente desempenham um papel importante no uso da eletricidade em nossas vidas diárias. Para entender seu impacto, precisamos descobrir o que são, como funcionam e o que os diferencia um do outro.

Conceitos básicos de AC e DC

Eletricidade é o fluxo de carga elétrica. Essa carga é transportada por elétrons, que se movem através de um condutor, como um fio de cobre. A direção e o comportamento desse movimento determinam se a corrente é AC (corrente alternada) ou DC (corrente contínua).

Corrente contínua (DC)

Corrente contínua é o fluxo unidirecional de carga elétrica. Em termos simples, DC é quando a carga elétrica (ou corrente) flui em uma direção. A fonte mais comum de DC são as baterias.

Quando você conecta uma bateria a um circuito, os elétrons fluem continuamente do terminal negativo para o terminal positivo, criando um fluxo constante de eletricidade. A tensão em um circuito DC permanece constante ao longo do tempo.

V (tensão) = I (corrente) × R (resistência)

Aqui está uma representação visual simples de DC:

DC

Como mostrado acima, a linha representa o fluxo constante de corrente em uma direção. A linha é reta, o que representa um fluxo constante sem flutuações.

Corrente alternada (AC)

Corrente alternada, por outro lado, ocorre quando o fluxo de elétrons muda de direção periodicamente. Na maioria das casas e empresas, a eletricidade fornecida é AC. Isso ocorre porque é mais eficiente para transmitir energia por longas distâncias.

Nas correntes AC, a tensão oscila em um padrão de onda senoidal. Isso significa que a tensão começa em zero, aumenta para um valor máximo, cai de volta para zero, inverte-se, atinge um máximo na direção oposta e volta ao ponto de partida novamente.

V(t) = V max × sin(2πft)

Onde: V(t) é a tensão no tempo t, V max é a tensão máxima, e f é a frequência.

Aqui está uma representação visual simples de AC:

AC

A forma de onda acima representa a oscilação da AC, onde o caminho da corrente é periódico e pode ser representado graficamente como uma onda senoidal.

Fontes e usos

Fontes de corrente contínua

A corrente contínua vem principalmente de baterias, painéis solares e células a combustível. Essas fontes de energia fornecem tensão e corrente estáveis e constantes:

  • Baterias: Comumente usadas em pequenos eletrônicos, carros e dispositivos portáteis.
  • Painéis solares: Geram eletricidade DC, que muitas vezes é convertida em AC para uso doméstico.
  • Células a combustível: Usadas em várias aplicações especializadas devido à sua eficiência.

Usos de corrente contínua

DC é importante em aplicações que requerem tensões estáveis e consistentes:

  • Dispositivos eletrônicos como laptops e smartphones.
  • Iluminação LED.
  • Baterias de veículos elétricos.

Fontes de corrente alternada

Corrente alternada é tipicamente produzida por geradores em usinas de energia. Ela é distribuída para casas e indústrias através da rede elétrica.

Usos de corrente alternada

AC é usada em cenários onde alta potência é necessária:

  • Fornecendo energia para eletrodomésticos como refrigeradores e condicionadores de ar.
  • Máquinas e equipamentos industriais.
  • Transmissão em linhas de energia.

Comparação entre AC e DC

Compreender as diferenças entre AC e DC ajuda a entender suas vantagens únicas:

Propriedade AC DC
Direção do fluxo Muda de tempos em tempos Flui em uma direção
Tensão Varia como uma onda senoidal Constante
Transferência Mais eficiente em longas distâncias Menos eficiente em longas distâncias
Mudança Pode ser convertida em DC Pode ser convertida em AC
Uso geral Fornecimento de eletricidade para casas e indústrias Eletrônicos portáteis & veículos

Exemplo prático

Uso de AC em casas

Quando você conecta uma torradeira em casa, provavelmente está usando AC da tomada. AC é fornecida com um padrão de frequência e tensão para sua área (por exemplo, 50Hz e 220-240V na Europa, 60Hz e 110-120V nos EUA).

Uso de DC em eletrônicos

Seu smartphone é um exemplo de um dispositivo que funciona com DC. Mesmo que você o carregue com AC de uma tomada, o próprio carregador converte a AC em DC para alimentar o telefone. Essa conversão é necessária porque a maioria dos circuitos eletrônicos funciona com DC.

AC e DC no eletromagnetismo

Criação de campo magnético

Tanto AC quanto DC podem criar campos magnéticos. No entanto, eles o fazem de maneiras diferentes:

  • Campo magnético DC: Um campo magnético estacionário é produzido quando a corrente elétrica flui em uma única direção, como em um eletroímã alimentado por uma fonte de corrente contínua.
  • Campo magnético AC: Um campo magnético alternado é produzido por AC. Este campo em mudança pode induzir correntes em condutores próximos, que é o princípio por trás de transformadores e carregamento indutivo.
B = μ₀ × (N × I / L)

Onde: B é o campo magnético, μ₀ é a permeabilidade do espaço livre, N é o número de voltas da bobina, I é a corrente, e L é o comprimento da bobina.

Indução com AC e DC

De acordo com a lei de indução eletromagnética de Faraday, mudanças no campo magnético dentro de um laço fechado de fio produzem uma força eletromotriz (EMF) no fio.

  • Indução AC: O campo magnético alternado na AC é eficaz para induzir eletricidade na bobina. Este princípio é usado em transformadores para aumentar ou diminuir o nível de tensão.
  • Indução DC: DC não é comumente usada para aplicações de indução a menos que um meio mecânico seja usado para alterar o campo magnético, como em motores DC.
emf = -n × (ΔΦ/Δt)

Onde: EMF é a força eletromotriz, N é o número de voltas, e ΔΦ/Δt é a taxa de mudança do fluxo magnético.

Conclusão

Correntes AC e DC são componentes essenciais do uso moderno de eletricidade. Cada tipo de corrente tem suas próprias vantagens e aplicações específicas. Corrente contínua é ideal para pequenos dispositivos eletrônicos, enquanto corrente alternada alimenta eficientemente casas e indústrias. Compreender como ambas as correntes funcionam e seus papéis no eletromagnetismo e indução nos ajuda a aproveitar o poder da eletricidade para uma variedade de aplicações tecnológicas.


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Corrente AC e DC

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