Tabela de Eletrostática

Leis do Inverso do Quadrado da Distância

• Um vaga-lume espalha raios de luz em todas as direções.
• Raios de onda partem de uma abelha em todas as direções representando o seu zumbido.
• Uma pequena partícula carregada possui linhas de força representando o seu campo elétrico no espaço.

Todas essas grandezas (brilho, som e campo) diminuem à medida que a distância aumenta, ou seja, há um tipo de proporção inversa nesses casos. O tipo especial de variação comum nesses exemplos é a variação com o inverso do quadrado da distância.

A figura e a animação ilustram a queda de intensidade à medida que a distância passa de d para 2d e 3d. A área atingida está passando, respectivamente, de A para 4A e 9A. Tudo o que passa pelo primeiro retângulo passa pelos demais.

Algumas das Principais Grandezas de Eletrodinâmica

A figura ilustra a corrente elétrica circulando em um circuito com gerador (bateria, pilha...) e um resistor que transforma a energia elétrica em energia térmica (calor, nesse caso).

O gerador cria uma diferença de potencial U medida em volts (V) entre seus terminais. Se houver um condutor elétrico ligando um terminal ao outro, as cargas elétricas no interior do condutor poderão se mover de forma ordenada, como em uma fila e esse movimento estabelecerá uma corrente elétrica i medida em amperes (A). O condutor possibilita a passagem da corrente, mas também oferece dificuldade a essa passagem. Tal dificuldade é a resistência elétrica R medida em ohms (cujo símbolo lembra uma ferradura, mas é a letra grega ômega maiúsculo).

A potência é a rapidez com que a energia é transformada; a potência dissipada P é a rapidez com que a energia elétrica é transformada em calor E. Para calcularmos a energia consumida E por um resistor, basta multiplicarmos sua potência pelo tempo t em que ele fica ligado.

Para a figura acima, consideremos que a tensão (diferença de potencial) é de 20 V e que a intensidade da corrente elétrica é de 5 A.

1)     Qual é a resistência elétrica do circuito?

2)     Qual é a potência dissipada pelo resistor?

3)     Qual é o consumo de energia em 60 segundos?

4)     Caso a fonte de tensão seja trocada por outra de 10 V, qual seria a nova intensidade da corrente elétrica no circuito?

5)     Caso a fonte de tensão seja trocada por outra de 10 V, qual seria a nova potência dissipada pelo resistor?

Veja também a animação para esse circuito. Nela estão as equações necessárias à resolução dos exercícios.

Observação: Existem casos em que a regra de três não se aplica.

Água e Energia

Como seres vivos dependemos da água para viver e a energia elétrica é fundamental para o nosso padrão de vida tecnológico. Para saber um pouco mais sobre esses recursos, clique nos links selecionados nas páginas do SAAE (Serviço Autônomo de Água e Esgoto) e da Bandeirante (EDP Bandeirante). Neles estão listadas dicas de economia e detalhes sobre as contas.

Chuveiro Elétrico

O chuveiro elétrico é um aparelho que se relaciona com muitas grandezas físicas. Podemos destacar a potência, a vazão (ou fluxo de água) e a variação de temperatura. O princípio de funcionamento é simples. Um resistor transforma a energia elétrica em energia térmica que é passada à água.

A figura acima foi retirada de uma planilha que pode ser baixada e explorada pelo usuário. Para isso, clique aqui, e siga as recomendações do site. Com a planilha aberta, regule a vazão e a potência e observe a variação da temperatura da água. Veja todas as guias da planilha e observe como as grandezas físicas se relacionam.

Um site interessante sobre chuveiro elétrico é Chuveiro Econômico - ABINEE. Alguns poderão ter uma boa surpresa com a origem desse equipamento.

Como alternativa energética, o uso da energia solar para aquecimento da água pode garantir banhos confortáveis. O site da SOCIEDADE DO SOL orienta até a construção de um coletor solar de baixo custo.

Dicas de animações sobre Leis de Ohm e Potência dissipada pelo resistor:

http://phet.colorado.edu/sims/ohms-law/ohms-law_en.html

http://www.walter-fendt.de/ph14br/ohmslaw_br.htm

http://phet.colorado.edu/sims/resistance-in-a-wire/resistance-in-a-wire_en.html

http://phet.colorado.edu/en/simulation/battery-resistor-circuit

http://www.4shared.com/document/F4IsF9pr/ResistorF.html