Física
16ª aula
Corrente elétrica. Intensidade média da corrente elétrica
Borges e Nicolau
Introdução
Você estudou na aula passada que quando se liga, por meio de um fio metálico, dois condutores eletrizados, A e B, a potenciais diferentes, ocorre a passagem de elétrons de um condutor para outro até que os potenciais se tornem iguais. No exemplo em questão, sendo V1 > V2, teremos a passagem de elétrons de B para A, pois espontaneamente os elétrons deslocam-se para regiões de maior potencial elétrico. Este movimento ordenado de cargas elétricas, constitui uma corrente elétrica. A corrente elétrica perdura até o instante em que é atingido o equilíbrio eletrostático, isto é, os condutores atingem o mesmo potencial elétrico.
Se quisermos que a corrente elétrica fique permanentemente passando pelo fio metálico devemos manter entre os condutores A e B uma diferença de potencial. O aparelho que realiza tal tarefa é o gerador elétrico. Uma bateria, uma pilha são exemplos de geradores elétricos. O terminal do gerador de maior potencial (POLO POSITIVO) é ligado ao condutor A e o de menor potencial (POLO NEGATVO) é ligado ao condutor B.
Nos condutores metálicos as cargas elétricas que constituem a corrente elétrica são os elétrons livres. Se as cargas elétrica livres, responsáveis pela corrente elétrica fossem positivas, seu sentido seria de A para B, isto é, em busca de potenciais elétricos menores.
O sentido que teríamos se as cargas livres fossem positivas é chamado sentido convencional da corrente elétrica. Observe que o sentido convencional é contrário ao sentido real dos elétrons. No sentido convencional a corrente elétrica entra pelo polo negativo do gerador e sai pelo polo positivo. Salvo indicação em contrário, vamos sempre trabalhar com o sentido convencional.
Intensidade média da corrente elétrica
Seja ?q a carga elétrica que a travessa a seção reta de um condutor num intervalo de tempo ?t.
A intensidade média da corrente elétrica é a relação entra a carga elétrica ?q e o correspondente intervalo de tempo ?t.
?q => coulomb (C)
?t => segundo (s)
i => ampère (A)
Observações:
a) Chama-se carga elétrica elementar e se indica pela letra e, ao valor da carga elétrica do próton que é igual ao módulo da carga elétrica do elétron.
b) A carga elétrica ?q é constituída por cargas elétricas elementares. Sendo n o número de cargas elétricas elementares que formam a carga elétrica ?q, podemos escrever:
c) Chama-se corrente elétrica contínua e constante à corrente elétrica de sentido e intensidade constantes.
Animações:
Corrente elétrica
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Intensidade de corrente elétrica
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Exercícios básicos
Exercício 1:
Um fio de cobre está sendo percorrido por uma corrente elétrica. Esta corrente elétrica é constituída pelo movimento ordenado de:
a) elétrons livres;
b) prótons
c) nêutrons
d) elétrons livres num sentido e prótons em sentido oposto
e) elétrons livres e prótons no mesmo sentido.
Resolução: clique aqui
Exercício 2:
Na figura representamos uma lâmpada incandescente.
Você liga um gerador elétrico (uma bateria, por exemplo) à lâmpada e ela acende. Dos esquemas abaixo quais são as duas possíveis ligações corretas?
Resolução: clique aqui
Exercício 3:
Indique nas duas situações que você escolheu na questão anterior, o sentido de movimento dos elétrons livres e o sentido da corrente elétrica convencional, que passa pelo filamento da lâmpada.
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Exercício 4:
Seja ?q = 36 C, a carga elétrica que atravessa uma seção reta de um condutor metálico durante um intervalo de tempo ?t = 20 s. Determine a intensidade da corrente elétrica que percorre o condutor neste intervalo de tempo.
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Exercício 5:
Uma corrente elétrica de intensidade 1,0 A atravessa durante 1,0 s uma seção reta de um condutor metálico. Quantos elétrons, neste intervalo de tempo, atravessam a seção do condutor?
Dado: e = 1,6.10-19 C
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Exercícios de revisão
Revisão/Ex 1:
(ENEM)
Um curioso estudante, empolgado com a aula de circuito elétrico que assistiu na escola, resolve desmontar sua lanterna. Utilizando-se da lâmpada e da pilha, retiradas do equipamento, e de um fio com as extremidades descascadas, faz as seguintes ligações com a intenção de acender a lâmpada:
Tendo por base os esquemas mostrados, em quais casos a lâmpada acendeu?
a) (1), (3), (6)
b) (3), (4), (5)
c) (1), (3), (5)
d) (1), (3), (7)
e) (1), (2), (5)
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Revisão/Ex 2:
(UFSM-RS)
Uma lâmpada permanece acesa durante 5 minutos, por efeito de uma corrente de 2 A. Nesse intervalo de tempo, a carga total (em C) fornecida a essa lâmpada é:
a) 0,4 b) 2,5 c) 10 d) 150 e) 600
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Revisão/Ex 3:
Um fio metálico é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 16 A. A carga elétrica do elétron tem módulo 1,6.10-19 C. O número de elétrons que passa por segundo, pela seção transversal do fio, é igual a:
a) 16.1021
b) 8,0.1021
c) 4,0.1020
d) 2,0.1020
e) 1,0.1020
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Revisão/Ex 4:
Pela seção transversal de um fio metálico passam 4,0.1019 elétrons por segundo. A carga elétrica do elétron tem módulo 1,6.10-19 C. A intensidade da corrente elétrica que atravessa o fio é, em ampères, igual a:
a) 3,2
b) 6,4
c) 8,0
d) 9,6
e) 16
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Revisão/Ex 5:
(PUC-SP)
Uma corrente elétrica de intensidade 11,2 µA percorre um condutor metálico. A carga elementar é e = 1,6.10-19 C. O tipo e o numero de partículas carregadas que atravessam uma seção transversal desse condutor por segundo são:
a) Prótons; 7,0.1013 partículas
b) Íons de metal; 14,0.1016 partículas
c) Prótons; 7,0.1019 partículas
d) Elétrons; 14,0.1016 partículas
e) Elétrons; 7,0.1013 partículas
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01. (UNITAU) Numa secção reta de um condutor de eletricidade, passam 12C a cada minuto. Nesse condutor, a intensidade da corrente elétrica, em àmperes, é igual a: a) 0,08 b) 0,20 c) 5,0 d) 7,2 e) 12 ResPOSTA: B 02. Pela secção reta de um fio, passam...
Física
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16ª aula
Corrente elétrica. Intensidade média da corrente elétrica
Borges e Nicolau
Introdução
Você estudou na aula passada que quando se liga, por meio de um fio metálico, dois condutores eletrizados, A e B, a potenciais diferentes, ocorre a passagem de elétrons de um condutor para outro até que os potenciais se tornem iguais. No exemplo em questão, sendo V1 > V2, teremos a passagem de elétrons de B para A, pois espontaneamente os elétrons deslocam-se para regiões de maior potencial elétrico. Este movimento ordenado de cargas elétricas, constitui uma corrente elétrica. A corrente elétrica perdura até o instante em que é atingido o equilíbrio eletrostático, isto é, os condutores atingem o mesmo potencial elétrico.
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Se quisermos que a corrente elétrica fique permanentemente passando pelo fio metálico devemos manter entre os condutores A e B uma diferença de potencial. O aparelho que realiza tal tarefa é o gerador elétrico. Uma bateria, uma pilha são exemplos de geradores elétricos. O terminal do gerador de maior potencial (POLO POSITIVO) é ligado ao condutor A e o de menor potencial (POLO NEGATVO) é ligado ao condutor B.
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Nos condutores metálicos as cargas elétricas que constituem a corrente elétrica são os elétrons livres. Se as cargas elétrica livres, responsáveis pela corrente elétrica fossem positivas, seu sentido seria de A para B, isto é, em busca de potenciais elétricos menores.
O sentido que teríamos se as cargas livres fossem positivas é chamado sentido convencional da corrente elétrica. Observe que o sentido convencional é contrário ao sentido real dos elétrons. No sentido convencional a corrente elétrica entra pelo polo negativo do gerador e sai pelo polo positivo. Salvo indicação em contrário, vamos sempre trabalhar com o sentido convencional.
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Intensidade média da corrente elétrica
Seja ?q a carga elétrica que a travessa a seção reta de um condutor num intervalo de tempo ?t.
A intensidade média da corrente elétrica é a relação entra a carga elétrica ?q e o correspondente intervalo de tempo ?t.
Unidades no SI:
?q => coulomb (C)
?t => segundo (s)
i => ampère (A)
Observações:
a) Chama-se carga elétrica elementar e se indica pela letra e, ao valor da carga elétrica do próton que é igual ao módulo da carga elétrica do elétron.
b) A carga elétrica ?q é constituída por cargas elétricas elementares. Sendo n o número de cargas elétricas elementares que formam a carga elétrica ?q, podemos escrever:
c) Chama-se corrente elétrica contínua e constante à corrente elétrica de sentido e intensidade constantes.
Animações:
Corrente elétrica
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Intensidade de corrente elétrica
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Exercícios básicos
Exercício 1:
Um fio de cobre está sendo percorrido por uma corrente elétrica. Esta corrente elétrica é constituída pelo movimento ordenado de:
a) elétrons livres;
b) prótons
c) nêutrons
d) elétrons livres num sentido e prótons em sentido oposto
e) elétrons livres e prótons no mesmo sentido.
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Exercício 2:
Na figura representamos uma lâmpada incandescente.
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Você liga um gerador elétrico (uma bateria, por exemplo) à lâmpada e ela acende. Dos esquemas abaixo quais são as duas possíveis ligações corretas?
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Exercício 3:
Indique nas duas situações que você escolheu na questão anterior, o sentido de movimento dos elétrons livres e o sentido da corrente elétrica convencional, que passa pelo filamento da lâmpada.
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Exercício 4:
Seja ?q = 36 C, a carga elétrica que atravessa uma seção reta de um condutor metálico durante um intervalo de tempo ?t = 20 s. Determine a intensidade da corrente elétrica que percorre o condutor neste intervalo de tempo.
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Exercício 5:
Uma corrente elétrica de intensidade 1,0 A atravessa durante 1,0 s uma seção reta de um condutor metálico. Quantos elétrons, neste intervalo de tempo, atravessam a seção do condutor?
Dado: e = 1,6.10-19 C
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Exercícios de revisão
Revisão/Ex 1:
(ENEM)
Um curioso estudante, empolgado com a aula de circuito elétrico que assistiu na escola, resolve desmontar sua lanterna. Utilizando-se da lâmpada e da pilha, retiradas do equipamento, e de um fio com as extremidades descascadas, faz as seguintes ligações com a intenção de acender a lâmpada:
Tendo por base os esquemas mostrados, em quais casos a lâmpada acendeu?
a) (1), (3), (6)
b) (3), (4), (5)
c) (1), (3), (5)
d) (1), (3), (7)
e) (1), (2), (5)
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Revisão/Ex 2:
(UFSM-RS)
Uma lâmpada permanece acesa durante 5 minutos, por efeito de uma corrente de 2 A. Nesse intervalo de tempo, a carga total (em C) fornecida a essa lâmpada é:
a) 0,4 b) 2,5 c) 10 d) 150 e) 600
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Revisão/Ex 3:
Um fio metálico é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 16 A. A carga elétrica do elétron tem módulo 1,6.10-19 C. O número de elétrons que passa por segundo, pela seção transversal do fio, é igual a:
a) 16.1021
b) 8,0.1021
c) 4,0.1020
d) 2,0.1020
e) 1,0.1020
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Revisão/Ex 4:
Pela seção transversal de um fio metálico passam 4,0.1019 elétrons por segundo. A carga elétrica do elétron tem módulo 1,6.10-19 C. A intensidade da corrente elétrica que atravessa o fio é, em ampères, igual a:
a) 3,2
b) 6,4
c) 8,0
d) 9,6
e) 16
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Revisão/Ex 5:
(PUC-SP)
Uma corrente elétrica de intensidade 11,2 µA percorre um condutor metálico. A carga elementar é e = 1,6.10-19 C. O tipo e o numero de partículas carregadas que atravessam uma seção transversal desse condutor por segundo são:
a) Prótons; 7,0.1013 partículas
b) Íons de metal; 14,0.1016 partículas
c) Prótons; 7,0.1019 partículas
d) Elétrons; 14,0.1016 partículas
e) Elétrons; 7,0.1013 partículas
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