grandezas e unidades de medida
Post on 29-May-2018
239 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
1/61
Grandezas, Unidades de
Medida, Conceito eFundamentos
Marcelo Vivas
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
2/61
Energia
A palavra energia nos muito familiar, emboraseja algo que no podemos tocar com as mos.
Podemos, entretanto, sentir suas manifestaes:Energia Solar, Energia Qumica, Energia Eltrica,
Energia Elica, Energia Nuclear, etc.
Seja qual for forma que assuma, a energiarepresenta a capacidade de fazer algoacontecerou funcionar.
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
3/61
Energia Cintica
Tipo de energia que os corpos tm devidoao movimento
Ec = m.
v/2
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
4/61
Energia Potencial Gravitacional
Energia capaz de existir em estado dereserva. Ela associada a um corpo
devido posioque ele ocupa emrelao a um nvel de referncia
Ep = m.g.h
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
5/61
Energia Potencial Elstica
Energia armazenada em um corpoelstico deformado, como, por
exemplo, numa mola comprimida
Ep = K.x/2
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
6/61
Energia Mecnica
Energia armazenada em um corpoelstico deformado, como, por
exemplo, numa mola comprimida
Em =
Ec +
EpEm antes = Em depois
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
7/61
Potncia
Tempo gasto para se realizar um certotrabalho.
1CV(cheval-vapeur) = 735 W (MKS)
1HP(house power) = 746 W (Ingls)
SHP= shaft horse power
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
8/61
Newton (unidade de fora) 1 newton a fora
que desloca a uma massa de 1quilograma aacelerao de 1 metro por segundo, porsegundo.
Joule (unidade de energia ou de trabalho) - O
joule o trabalho produzido quando o ponto deaplicao de 1 unidade MKS de fora (newton)se desloca de uma distncia igual a 1 metro nadireo da fora.
Watt (unidade de potncia) - O watt a potnciaque desenvolve uma produo de energia iguala 1 joule por segundo.
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
9/61
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
10/61
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
11/61
Nome Smbolo Fator de multiplicao da unidade
yotta Y 1024 = 1 000 000 000 000 000 000 000 000
zetta Z 1021 = 1 000 000 000 000 000 000 000
exa E 1018
= 1 000 000 000 000 000 000
peta P 1015 = 1 000 000 000 000 000
tera T 1012 = 1 000 000 000 000
giga G 109 = 1 000 000 000
mega M 106 = 1 000 000
quilo k 10 = 1 000
hecto h 10 = 100
deca da 10
deci d 10-1 = 0,1
centi c 10-2 = 0,01
mili m 10-3 = 0,001
micro 10-6
= 0,000 001
nano n 10-9 = 0,000 000 001
pico p 10-12 = 0,000 000 000 001
femto f 10-15 = 0,000 000 000 000 001
atto a 10-18 = 0,000 000 000 000 000 001
zepto z 10-21 = 0,000 000 000 000 000 000 001
yocto y 10-24 = 0,000 000 000 000 000 000 000 001
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
12/61
Fora: newton N (m . kg . s-2)
Presso: pascal Pa (N / m2
) (m-1
. kg . s-2
)
Energia, trabalho, quantidade de calor: (fora x desloc.)joule J (N.m) (m2 . kg . s-2)
Potncia, fluxo de energia: (rapidez do trabalho)watt W (J/s) (m2 . kg . s-3)
Quantidade de eletricidade, carga eltrica:coulomb C (s.A)
Diferena de potencial eltrico, fora eletromotriz:volt V (W/A) (m2 . kg . s-3 . A-1)
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
13/61
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
14/61
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
15/61
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
16/61
Carga Eltrica Os prtons e os eltrons possuem a mesma carga eltrica
elementar(quantidade de cargas eltrica iguais emmdulos), representados pore.
A carga eltrica do prton (qp) : positivo.A carga eltrica do eltron (qe) : negativo.
|qp| = |q e| = e
A intensidade de e: e = 1,6 . 10-19 C
No Sistema Internacional de Unidades (SI) a unidade demedida utilizada para carga eltrica o COULOMB (C).
Num corpo eletrizado, sua carga (q) um mltiplo inteiro de(n) sendo que n > 0 de carga elementare. q = n . e
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
17/61
Intensidade da Corrente Eltrica
Consideremos um condutor metlico de seotransversal S, sendo percorrido por umacorrente eltrica.
Suponha que, num intervalo de tempo t, pelaseco transversal S passe uma quantidade decarga Q, em mdulo.
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
18/61
Define-se como intensidade da corrente eltrica i arelao:
Em homenagem ao fsico e matemtico francs AndrMarie Ampre (1775-1836), a unidade de corrente
eltrica, no SI, o ampre (A).
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
19/61
Exerccios1. (UEL 2008)A capacidade de carga das
baterias dada na unidade A.h (Amprehora). Se uma bateria de automvel possuiaproximadamente 44, 4 A.h de capacidadedecarga, qual a capacidade de carga (q) em
Coulomb (C) e onmero de eltrons (n) que elapode fornecer?
a) q = 16 x 105 C, n = 10 x 1014 eltrons.
b) q = 160 x 105 C, n = 10 x 1024 eltrons.c) q = 1,6 x 105 C, n = 1 x 1024 eltrons.d) q = 1,6 x 104 C, n = 1 x 1014 eltrons.e) q = 16 x 104 C, n = 1 x 1019 eltrons.
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
20/61
2. (OSEC)A seco transversal de umcondutor atravessada por uma correntede 2 mA durante 1 min. A carga total queatravessa essa seco transversal, emcoulombs, de: (e = 1,6 x 10-19 C)
a) 0,06
b) 0,12
c) 0,60d) 1,2
e) 3,6
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
21/61
3. (AFA) Num fio de cobre passa umacorrente contnua de 20 A. Isso quer dizer
que, em 5 s, passa por uma seco retado fio um nmero de cargas elementaresigual a:
(e = 1,6 x 10-19
C)
a) 1,25 x 1020
b) 3,25 x 1020
c) 4,25 x 1020
d) 6,25 x 1020
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
22/61
4. (PUC-SP) O filamento de uma lmpadade incandescncia percorrido por umacorrente eltrica de 0,20 A. Sabendo quea lmpada mantida acesa durante 30minutos, determine o valor da carga
eltrica que passa pelo filamento duranteesse intervalo de tempo.
a) 180 C d) 630 Cb) 280 C e) nda
c) 360 C
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
23/61
Carga EltricaUm corpo tem carga negativa se nele h um
excesso de eltrons e positiva se h falta deeltrons em relao ao nmero de prtons.
A quantidade de carga eltrica de um corpo
determinada pela diferena entre o nmero deprtons e o nmero de eltrons que um corpocontm. O smbolo da carga eltrica de umcorpo Q, expresso pela unidade coulomb (C).
A carga de um coulomb negativo significa que ocorpo contm uma carga de 6,25 x 1018 maiseltrons do que prtons.
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
24/61
Diferena de PotencialGraas fora do seu campo eletrosttico, uma carga
pode realizar trabalho ao deslocar outra carga poratrao ou repulso. Essa capacidade de realizartrabalho chamada potencial. Quando uma carga for
diferente da outra, haver entre elas uma diferena depotencial(E).
A soma das diferenas de potencial de todas as cargasde um campo eletrosttico conhecida como foraeletromotriz.
A diferena de potencial (ou tenso) tem como unidadefundamental o volt(V).
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
25/61
CorrenteCorrente (I) simplesmente o fluxo de eltrons.Essa corrente produzida pelo deslocamento deeltrons atravs de uma d.d.p. em um condutor.
A unidade fundamental de corrente o ampre (A).1 A o deslocamento de 1 C atravs de um pontoqualquer de um condutor durante 1 s.
O fluxo real de eltrons do potencial negativo parao positivo. No entanto, conveno representar acorrente como indo do positivo para o negativo.
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
26/61
Correntes e TensesContnuas e Alternadas
A corrente contnua (CC ou DC) aquela quepassa atravs de um condutor ou de um circuitonum s sentido. Isso se deve ao fato de suas
fontes de tenso (pilhas, baterias,...) manterema mesma polaridade de tenso de sada.
Uma fonte de tenso alternada alterna apolaridade constantemente com o tempo.
Conseqentemente a corrente tambm muda desentido periodicamente. A linha de tensousada na maioria das residncias de tensoalternada.
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
27/61
Resistncia Eltrica
Resistncia a oposio passagem decorrente eltrica. medida em ohms ().Quanto maior a resistncia, menor acorrente que passa.
Os resistores so elementos que apresentamresistncia conhecida bem definida. Podemter uma resistncia fixa ou varivel.
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
28/61
Resistores Fixos e Variveis
Um resistor fixo aquele que possui um nicovalor de resistncia que permanece constantesob condies normais. Resistor varivel usado para variar ou mudar a quantidade deresistncia de um circuito. Os resistoresvariveis so chamados de potencimetros ou
reostatos. Os potencimetrosgeralmente possuem o elemento resistivoformado por carbono, enquanto nos reostatosele constitudo por um fio enrolado.
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
29/61
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
30/61
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
31/61
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
32/61
LEIS DE OHM A primeira Lei de Ohm afirma que, ao percorrerum resistor(R) a corrente eltrica (i)
diretamente proporcional tenso (U).
U = R. iU : representa a tenso (ddp).R: a resistncia do resistor ou condutor.i: corrente eltrica.
A resistncia (R) uma constante deproporcionalidade que tem como unidade do SIo ohm (), em homenagem ao fsico GeorgeSimon Ohm que props a lei.
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
33/61
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
34/61
Segunda Lei de Ohm afirma que resistncia
(R) de um resistor diretamente proporcionalao comprimento (l) do resistor, inversamenteproporcional rea da seco transversal (A)e depende do material do qual o resistor
feito.
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
35/61
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
36/61
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
37/61
A tenso sobre o resistor de 1kW (ou 1000W)
de 12V (conforme mostrado pelo voltmetro).De acordo com a lei de OHM, a corrente deveser 12/1000 = 0.012A ou 12mA. De fato, essaa corrente indicada pelo ampermetro.
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
38/61
Associao Srie
Na associao srie, dois resistores
consecutivos tm um ponto emcomum. A resistncia equivalente a
soma das resistncias individuais. Ou
seja:
Req = R1 + R2 + R3 + ...
Req = 10 k + 1 M + 470 = 1010470
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
39/61
Associao Paralelo
Dois resistores esto em paralelo se h
dois pontos em comum entre eles.Neste caso, a frmula para aresistncia equivalente : 1/Req = 1/R1+ 1/R2 + 1/R3 + ...
1/Req = 1/1010470 + 1/22000
Req = 21,5
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
40/61
1- Num circuito eltrico, dois resistores,cujas resistncias so R1 e R2, com R1 >R2, esto ligados em srie. Chamando dei1 e i2 as correntes que os atravessam ede V1 e V2 as tenses a que estosubmetidos, respectivamente, pode-seafirmar que:a) i1 = i2 e V1 = V2.b) i1 = i2 e V1 > V2.
c) i1 > i2 e V1 = V2.d) i1 > i2 e V1 < V2.e) i1 < i2 e V1 > V2.
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
41/61
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
42/61
3- No circuito a seguir, qual a leitura doampermetro?
a) I = 0,2 A
b) I = 10 A
c) I = 5 A
d) I = 2 A
e) I = 500 A
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
43/61
4- A figura abaixo mostra quatro passarinhospousados em um circuito no qual umabateria alimenta duas lmpadas. Ao ligar-sea chave S, o passarinho que pode receberum choque eltrico o de nmero:
a) I
b) II
c) III
d) IV
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
44/61
5- A figura mostra um cabo telefnico. Formadopor dois fios, esse cabo tem comprimento de5,00km. Constatou-se que, em algum ponto aolongo do comprimento desse cabo, os fiosfizeram contato eltrico entre si, ocasionandoum curto-circuito. Para descobrir o ponto quecausa o curto-circuito, um tcnico mede as
resistncias entre as extremidades P e Q,encontrando 20, e entre as extremidades R eS, encontrando 80. Com base nesses dados, correto afirmar que a distncia das
extremidades PQ at o ponto que causa o curto-circuito dea) 1,25 km. b) 4,00 km. c) 1,00 km. d) 3,75 km.
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
45/61
6- O circuito a seguir mostra uma bateria de 6V eresistncia interna desprezvel, alimentando
quatro resistncias, em paralelo duas a duas.Cada uma das resistncias vale R=2.
a) Qual o valor da tenso entre os pontos A e B?b) Qual o valor da corrente que passa pelo ponto A?
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
46/61
7- No circuito a seguir, A um ampermetro e V umvoltmetro, ambos ideais.
a) Qual o sentido da corrente em A? (desenhe uma seta).b) Qual a polaridade da voltagem em V? (escreva + e - nos
terminais do voltmetro).
c) Qual o valor da resistncia equivalente ligadas aosterminais da bateria?
d) Qual o valor da corrente no ampermetro A?e) Qual o valor da voltagem no voltmetro V?
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
47/61
7- O valor das correntes i1, i2 e i3 nocircuito a seguir so, respectivamente:
a) 0,33 A, 0,17 A e zero
b) zero, zero e 1,20 Ac) 3,33 A, 1,67 A e zero
d) zero, zero e 1,00 A
e) 33,3 A, 16,7 A e zero
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
48/61
A tenso aplicada a um circuito fechado igualao somatrio das quedas de tenso naquelacircuito.
Ou seja: a soma algbrica das subidas e quedasde tenso igual a zero (SV). Ento, se temoso seguinte circuito:
podemos dizerque VA = VR1 + VR2 + VR3
Lei de Kirchhoff para Tenso
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
49/61
A soma das correntes que entram num n(juno) igual soma das correntes quesaem desse n.
i1+i2 = i3+i4+i5
Lei de Kirchhoff para Corrente
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
50/61
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
51/61
Princpio de Funcionamento dos
Alternadores
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
52/61
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
53/61
Fluxo de induo e a corrente induzida em um alternador,em um perodo (T).
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
54/61
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
55/61
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
56/61
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
57/61
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
58/61
Regra da Mo Direita
A seta vermelha (dedo polegar) indicacorrente eltrica; a seta verde (dedoindicador) indica o campo magntico; e a
seta azul (dedo mdio) indica a fora.
Regras da mo esquerda (motor) e da
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
59/61
Regras da mo esquerda (motor) e damo direita (gerador)
KOSOW, I. L.; 1982.Mquinas Eltricas e Transformadores. 4. ed. Porto Alegre: Editoria Globo
A corrente alternada surgiu quando Nikola Tesla foi contratado por J. Westinghouse
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
60/61
g gpara construir uma linha de transmisso entre Nigara e Bfalo, em NY. ThomasEdison fez o possvel para desacreditar Tesla, mas o sistema polifsico de Teslafoi adotado. A Corrente Alternada a forma mais eficaz de se transmitir umacorrente eltrica por longas distncias. Nela os eltrons invertem o seu sentidovrias vezes porsegundo.
Na primeira metade do sculo XX havia sistemas de Corrente Alternada de 25 Hz noCanad (Ontrio) e no norte dos EUA. Em alguns casos alguns destes sistemas(por exemplo, nas quedas de Nigara) perduram at hoje por convenincia dasfabricas industriais que no tinham interesse em trocar o equipamento para queoperasse a 60 Hz. As baixas freqncias facilitam construo de motores debaixa rotao, j que esta diretamente proporcional frequncia.
H tambm sistemas de 16,67 Hz em ferrovias da Europa (Sua e Sucia).
Sistemas AC de 400 Hz so usados na indstria txtil, avies, navios, espaonavese em grandes computadores.
No Brasil a variao (freqncia) da rede eltrica de 60 Hz. NaAmrica do Sul,alm do Brasil, tambm usam 60 Hz o Equador, Peru, Venezuela e a Colmbia.Em outros pases, por exemplo, aArgentina, a Bolvia, o Chile e o Paraguai, bemcomo na Europa usada a freqncia de 50Hz.
A Corrente Alternada foi adotada para transmisso de energia eltrica a longasdistncias devido facilidade relativa que esta apresenta para ter o valor de suatenso alterada por intermdio de transformadores. No entanto as primeirasexperincias e transmisses foram feitas com Corrente contnua
-
8/8/2019 Grandezas e Unidades de Medida
61/61
RMS: Root mean square (em portugus, valorquadrtico mdio ou valor eficaz)
PMPO (Peak MusicPower Output): usado para potncia de udio
top related