Graduação
  1. Mecânica clássica  1.1. dinâmica  1.1.1. Movimento em uma dimensão  1.1.2. Movimento em duas dimensões  1.1.3. movimento de projétil  1.1.4. Velocidade relativa  1.1.5. Movimento circular uniforme  1.1.6. Movimento circular não uniforme  1.1.7. Sistemas de referência e transformações  1.2. Leis de Newton do Movimento  1.2.1. Primeira lei do movimento  1.2.2. Segunda lei do movimento  1.2.3. Terceira Lei do Movimento  1.2.4. Aplicações das Leis de Newton  1.2.5. Atrito e seus tipos  1.2.6. Diagrama de Corpo Livre  1.2.7. Restrições e pseudo-forças  1.3. Trabalho e Energia  1.3.1. trabalho realizado pela força  1.3.2. Teorema trabalho–energia  1.3.3. Energia Cinética  1.3.4. Energia potencial na mecânica clássica  1.3.5. Forças conservativas e não conservativas  1.3.6. Conservação de Energia  1.3.7. Potência e eficiência  1.4. Velocidade e colisões  1.4.1. Momento linear  1.4.2. Conservação do Momento  1.4.3. Impulso e força de impacto  1.4.4. Colisão elástica e inelástica  1.4.5. Centro de massa e velocidade  1.4.6. Propulsão de Foguetes  1.5. Movimento rotacional  1.5.1. Torque e Momento Angular  1.5.2. Momento de inércia  1.5.3. Cinemática Rotacional  1.5.4. Energia Rotacional  1.5.5. Movimento de Rolamento  1.5.6. Precessão e movimento giroscópico  1.6. Força gravitacional  1.6.1. Lei da gravitação universal de Newton  1.6.2. Energia potencial gravitacional  1.6.3. Mecânica orbital  1.6.4. Leis do movimento planetário de Kepler  1.6.5. Campo gravitacional e potencial  1.7. Fluid mechanics  1.7.1. Pressão e Princípio de Pascal  1.7.2. Flutuabilidade e o Princípio de Arquimedes  1.7.3. Dinâmica dos Fluidos e Princípio de Bernoulli  1.7.4. Viscosidade e Lei de Poiseuille  1.7.5. Tensão superficial e capilaridade  1.8. Oscilações e ondas  1.8.1. Movimento Harmônico Simples  1.8.2. Oscilações amortecidas e forçadas  1.8.3. Oscilações acopladas e modos comuns  1.8.4. Propriedades e tipos de ondas  1.8.5. Ondas Sonoras e o Efeito Doppler  1.8.6. Interferência de ondas e superposição
  2. Eletromagnetismo  2.1. Eletrostática  2.1.1. Carga elétrica e propriedades  2.1.2. Lei de Coulomb  2.1.3. Campo elétrico e potencial elétrico  2.1.4. Lei de Gauss  2.1.5. Capacitância e Dielétrico  2.1.6. Dipolo elétrico e energia potencial  2.2. Circuitos Elétricos  2.2.1. Corrente e Resistência  2.2.2. Lei de Ohm  2.2.3. Leis de Kirchhoff  2.2.4. Circuito RC  2.2.5. Circuits de CA e Reatância  2.2.6. Energia e potência elétrica  2.3. Magnetismo  2.3.1. Campos e Forças Magnéticas  2.3.2. Lei de Ampère  2.3.3. Momento de dipolo magnético  2.3.4. Lei de Biot-Savart  2.3.5. Materiais Magnéticos e Histerese  2.4. Indução eletromagnética  2.4.1. Lei de Faraday  2.4.2. Lei de Lenz  2.4.3. Autoindução e indução mútua  2.4.4. Transformadores e circuitos indutivos  2.5. Equações de Maxwell  2.5.1. Lei de Gauss para eletricidade  2.5.2. Lei de Gauss para o magnetismo  2.5.3. Lei da indução de Faraday  2.5.4. Lei de Ampere-Maxwell  2.5.5. Ondas eletromagnéticas
  3. Termodinâmica  3.1. Leis da Termodinâmica  3.1.1. Lei Zero da Termodinâmica  3.1.2. Primeira lei da termodinâmica  3.1.3. Segunda Lei  3.1.4. Terceira Lei  3.2. Calor e trabalho  3.2.1. Transferência de calor (condução, convecção, radiação)  3.2.2. Expansão térmica  3.2.3. Motores térmicos e refrigeradores  3.2.4. Ciclo de Carnot e eficiência  3.3. Mecânica estatística  3.3.1. Distribuição de Maxwell–Boltzmann  3.3.2. Entropia e Probabilidade  3.3.3. Função de partição  3.3.4. Estatísticas de Fermi–Dirac e Bose–Einstein
  4. Óptica  4.1. Óptica Geométrica  4.1.1. Reflexão e Refração  4.1.2. Espelhos e lentes  4.1.3. Instrumentos Ópticos  4.1.4. Princípio de Fermat  4.2. Óptica de ondas  4.2.1. Interferência em óptica de ondas  4.2.2. Difração  4.2.3. Polarização  4.2.4. Coerência e holografia
  5. Mecânica quântica  5.1. Dualidade onda-partícula  5.1.1. Radiação de corpo negro na dualidade onda-partícula em mecânica quântica  5.1.2. Efeito Fotoelétrico  5.1.3. Espalhamento Compton  5.1.4. Comprimento de onda de De Broglie  5.2. Equação de Schrödinger  5.2.1. Equação de Schrödinger independente do tempo  5.2.2. Partícula em uma caixa  5.2.3. Túnel Quântico  5.2.4. Poços e barreiras de potencial  5.3. Estados Quânticos  5.3.1. Função de onda  5.3.2. Operadores quânticos  5.3.3. Princípio da incerteza de Heisenberg  5.3.4. Momento angular e spin
  6. Relatividade  6.1. Relatividade especial  6.1.1. Transformações de Lorentz  6.1.2. Expansão do tempo e contração do comprimento  6.1.3. Energia relativística e momento  6.2. Relatividade Geral  6.2.1. Princípio da Equivalência  6.2.2. Métrica de Schwarzschild  6.2.3. Ondas gravitacionais  6.2.4. Buracos negros e horizontes de eventos
  7. Física do estado sólido  7.1. Estrutura cristalina  7.1.1. Redes de Bravais  7.1.2. Difração de raios X  7.1.3. Teoria das bandas  7.1.4. Fónons e vibrações da rede  7.2. Propriedades Elétricas e Magnéticas  7.2.1. Condutores, Semicondutores e Isolantes  7.2.2. Supercondutividade  7.2.3. Efeito Hall
  8. Física nuclear e de partículas  8.1. Estrutura Atômica  8.1.1. Modelo Atômico  8.1.2. Energia de ligação nuclear  8.2. Radioatividade  8.2.1. Decaimento alfa, beta, gama  8.2.2. Meia-vida  8.2.3. Fissão e Fusão Nuclear  8.3. Física de partículas  8.3.1. Modelo Padrão  8.3.2. Quarks e Léptons  8.3.3. antimatéria  8.3.4. Interações fundamentais
  9. Astrofísica e cosmologia  9.1. Evolução estelar  9.1.1. Formação estelar  9.1.2. Buracos negros e estrelas de nêutrons  9.1.3. Anãs brancas e supernovas  9.2. Cosmologia  9.2.1. The Big Bang Theory  9.2.2. Matéria escura e energia escura  9.2.3. Fundo cósmico de micro-ondas

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Corrente e Resistência


Em circuitos elétricos, é essencial entender os conceitos de corrente e resistência para compreender como a corrente elétrica flui e como vários componentes dentro do circuito interagem. Esses conceitos formam o conhecimento básico em eletromagnetismo, um ramo importante da física. Esta lição discutirá corrente e resistência em profundidade, explicando seu significado, relacionamento, importância e aplicações no mundo real usando exemplos visuais e textuais.

O que é corrente elétrica?

Corrente elétrica, muitas vezes chamada simplesmente de corrente, é o fluxo de carga elétrica através de um condutor. Essa carga é geralmente transportada por elétrons em movimento em um fio. A unidade de corrente elétrica é o ampere (A), que indica a quantidade de carga passando por um ponto em um circuito por unidade de tempo.

Fórmula da corrente elétrica:

I = Q/t

Onde:

  • I é a corrente em amperes (A)
  • Q é a carga em coulombs (C)
  • t é o tempo em segundos (s)

Visualizar uma corrente elétrica

Considere uma analogia simples do fluxo de água em um cano. Imagine os elétrons como moléculas de água. A corrente elétrica é semelhante ao fluxo de água através de um cano. Se a taxa de fluxo for alta, isso equivale a uma corrente alta. Vamos visualizar isso:

Na figura acima, a linha azul representa o fio, e o círculo giratório representa o elétron. À medida que o elétron se move, ele mostra o fluxo de corrente elétrica.

O que é resistência elétrica?

Resistência é uma medida de quanto um material se opõe ao fluxo de corrente elétrica. Ela retarda o movimento de cargas livres, assim como o atrito. A unidade de resistência é o ohm (Ω).

Fórmula da resistência:

R = V/I

Onde:

  • R é a resistência em ohms (Ω)
  • V é a tensão no condutor em volts (V)
  • I é a corrente fluindo através do condutor em amperes (A)

Visualizar resistência elétrica

Usando nossa analogia do fluxo de água, a resistência pode ser comparada a uma seção estreita de um cano que restringe o fluxo de água. Imagine se o cano tem uma obstrução ou estreitamento em algum ponto, o que retarda o fluxo. Aqui está uma representação visual:

A porção cinza representa aumento de resistência, onde a velocidade do fluxo diminui, semelhante a como a água desacelera quando encontra uma seção estreita do cano.

Lei de Ohm

A lei de Ohm é uma relação fundamental entre corrente, tensão e resistência em um circuito elétrico. Ela pode ser usada para calcular como qualquer um desses parâmetros afeta o outro. É dada como:

V = I * R

Esta fórmula mostra que a tensão (V) através de um resistor é igual ao produto da corrente (I) que o atravessa e sua resistência (R).

A lei de Ohm ajuda a prever como mudanças na resistência ou tensão afetarão a corrente dentro de um circuito, tornando-a uma ferramenta importante para engenheiros e físicos.

Exemplo da lei de Ohm

Considere um circuito com uma bateria de 9 volts e um resistor de 3 ohms. Podemos encontrar a corrente que passa pelo resistor usando a lei de Ohm.

I = V/R

 I = 9V / 3Ω = 3A

Portanto, a corrente que flui no circuito é de 3 amperes.

Obstruções 9V Bateria

No exemplo acima, os dois círculos vermelhos representam elétrons se movendo pelo circuito, indicando o fluxo de corrente dentro do condutor, e o resistor experimenta oposição de acordo com sua resistência.

Fatores que afetam a resistência

Existem muitos fatores que afetam a resistência, incluindo:

  • Materiais: Diferentes materiais têm diferentes resistividades. Por exemplo, metais geralmente têm baixa resistência devido a seus elétrons livres, enquanto isolantes como borracha têm alta resistência.
  • Comprimento: Fios mais longos têm mais resistência do que fios mais curtos, porque os elétrons enfrentam mais oposição à medida que fluem através do material.
  • Área da seção transversal: Um condutor mais largo tem menor resistência porque mais elétrons podem fluir através dele ao mesmo tempo, o que é equivalente a uma estrada mais larga permitindo que mais carros passem por ela.
  • Temperatura: Temperaturas mais altas aumentam a resistência na maioria dos condutores porque os átomos vibram mais rapidamente, impedindo o fluxo de elétrons.
fio fino fio grosso

A figura acima mostra dois fios: um fio fino e um fio grosso. O fio mais grosso naturalmente permite que mais elétrons fluam devido à sua maior área de seção transversal, o que faz com que ele tenha uma menor resistência do que o fio mais fino.

Análise de Circuito Simples Usando a Lei de Ohm

Vamos considerar um exemplo de análise de circuito simples, calculando corrente, tensão ou resistência sempre que necessário usando a lei de Ohm. Suponha que temos um circuito em que uma lâmpada está conectada a uma bateria de 12V e a resistência da lâmpada é de 6 ohms.

Para a presente:

I = V/R = 12V / 6Ω = 2A

Aqui, a corrente que flui no circuito é de 2 amperes.

Diagrama de circuito visual

6Ω lâmpada 12V Bateria

Nesta visão, a lâmpada é mostrada como a carga no circuito, e a corrente flui continuamente, determinada pela tensão da bateria e pela resistência da lâmpada.

Aplicações de Corrente e Resistência

Fiação doméstica: Os sistemas de fiação doméstica são projetados de forma intrincada para equilibrar corrente e resistência, garantindo distribuição segura de energia. Por exemplo, os fios são selecionados com base em sua capacidade de transportar corrente sem superaquecer.

Dispositivos eletrônicos: Smartphones, computadores e outros gadgets eletrônicos dependem de placas de circuito com resistência cuidadosamente calibrada para garantir que seus componentes funcionem de forma otimizada.

Elementos de aquecimento: Aparelhos como torradeiras e fogões elétricos usam fios ou fitas de alta resistência para produzir calor quando a corrente elétrica passa por eles.

Conclusão

Entender corrente e resistência é fundamental para realizar operações desejadas de maneira eficiente e segura usando eletricidade. Analisar circuitos usando princípios fundamentais como a lei de Ohm nos ajuda a prever e manipular o comportamento elétrico a nosso favor. A interação entre vários parâmetros, como tensão, corrente e resistência, desvenda as nuances da eletrônica, tornando a corrente e a resistência tópicos de base no estudo do eletromagnetismo e da física.


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