Electricidade

1. Electricidade

2. Este elemento é o responsável da carga transportada e, portanto, das propriedades elétricas do material. Modelo Microscópico Lembram do elétron? [Q] = coulomb

3. Campo Elétrico Voltagem: O CE é uma grandeza física. Rodeia qualquer carga e estende-se até o infinito.

4. Força gravitational Fg = Gm1m2/r2 Força eléctrica (de Coulomb) Fe = kq1q2/r2 Fg/Fe = 10-36 para dois prótons!

5. Os átomos do cristal vao interferir (ou ajudar) no movimento dos elétrons e, portanto, também participarão das propriedades elétricas do material. http://physics.nad.ru/Physics/English/phon_tmp.htm Modelo Microscópico Lembram dos arranjos atômicos?

6. Modelo Microscópico Cargas elétricas (livres) podem movimentar-se sob a ação de campos elétricos e magnéticos, e em diversos ambientes. Vamos cuidar de distinguir bem cada um desses casos. Inicialmente vamos tratar de elétrons movendo-se em resistores, em regime estacionário, sob a ação de um campo elétrico provido por uma bateria http://www.if.ufrgs.br/tex/fis142/mod06/m_s01.html

7. Remember ! Modelo Microscópico Define-se intensidade de corrente elétrica como a quantidade de cargas que atravessa a seção reta de um condutor, por unidade de tempo. Isto é, A corrente elétrica por unidade de área transversal define o módulo do vetor densidade de corrente J.

8. Modelo Microscópico Do ponto de vista microscópico, há uma relação muito importante entre a densidade de corrente e a velocidade de deriva. Seja um segmento de condutor, L, como ilustrado na Figura. Suponha que existam ‘n’ elétrons por unidade de volume; esta é a densidade de portadores do material. Portanto, a densidade de cargas no condutor será ‘ne’, e a carga total no segmento de condutor será Dq = neAL Um elétron percorrerá este segmento no intervalo de tempo Dt = L/Vd onde Vd é a velocidade de deriva. Da definição de corrente, obtém-se i = Dq/Dt = neAVd Da definição de densidade de corrente, obtém-se J = neVd A corrente é o fluxo da densidade de corrente!

9. Modelo Microscópico http://www.slcc.edu/schools/hum_sci/physics/tutor/2220/current_resistance/

10. LEI DE OHM É uma relação Linear V ~ I V = R I [R] = volt/ampere = OHM

11. DV/DI = V/I = R R = V/I É uma relação Linear LEI DE OHM

12. L A electricidade Resistividade: propriedade intrínsica R ~ L R ~ 1/A

13. L1 d1 L2 d2 L3 d3 electricidade L1 = L3=L2/2 d1 = d2 = 2d3

14. Coulombsegundo Volt Ampere I= R= = Ampere = OHM Ohm m2 m r= electricidade UNIDADES Queremos achar as unidades de I e R: I = q/t [ r ] = ohm.m

16. O ‘feeling’ da resistividade Resistivity and Temperature Coefficient at 20 C

18. Circuitos Elétricos A nine volt battery supplies power to a cordless curling iron with a resistance of 18 ohms. How much current is flowing through the curling iron?

19. Circuitos Elétricos Solution: 1.) Since V(Voltage) and R(Resistance) are known, solve for I(Current) by dividing both sides of the equation by R. 2.) The R's on the right hand side of the equation cancel. 3.) I is then left in terms of V and R. 4.) Substitute in the values for V(Voltage) and R(Resistance). 5.) Solve for I(Current).

20. Circuitos Elétricos • Problema #1A 110 volt wall outlet supplies power to a strobe light with a resistance of 2200 ohms. How much current is flowing through the strobe light? • Choose your answer below • 0.5 amps • 2.0 amps • 0.05 amps • 1.0 amps =110/2200 = 1/20

21. A corrente é a mesma para todos os elementos do circuito: A queda de tensão ao longo do circuito também é aditiva Circuito Série Como V = IR Mas a Lei de Ohm vale para o circuito completo Igualando 3 e 4 Como todas as I são iguais

22. Req Circuito Paralelo

23. Circuito Geral I1?, I2?, V3?, etc… ?,

24. No mundo macroscópico… LEI DE OHM A dependência V vs I….

25. LEI DE OHM É linear …?

26. LEI DE OHM Ou é cúbica …?

27. LEI DE OHM Cómo diferenciar …?

28. LEI DE OHM Barras de ERRO !!

29. LEI DE OHM No mundo macroscópico…

30. LEI DE OHM No mundo macroscópico… Melhorou…

31. LEI DE OHM Outras barras (incertezas maiores)… Mudam a situação drásticamente

32. Agora temos um ajuste que passa por todos os ‘pontos experimentais’ LEI DE OHM

33. LEI DE OHM Porém, não exagerar…

34. LEI DE OHM Porém, não exagerar…

35. LEI DE OHM Porém, não exagerar…

36. LEI DE OHM Posso fazer perfeito ?…

37. SEM ERRO.... Posso fazer perfeito ?…

38. 1 2 v = r i v = r i V i i 3 4 A Medida de Resistencia – 4 Pontas R = V12/I12 R V34= V12 + 2 v V34= iR + 2 r i I12 = i

39. L i i A 1 2 Medida de Resistencia – 4 Pontas R = V12/i RV >>> RA V iV=0 i R

40. i i V x d L L TRANSPORT Magnetic Materials Laboratory - USP

41. i i V x d L L TRANSPORT Magnetic Materials Laboratory - USP

42. i i V x d L L TRANSPORT Magnetic Materials Laboratory - USP

43. Medição de RESISTIVIdade na Industria

44. Medição de RESISTIVIdade na Industria • Low Current/High Resistance Measurement Products • Document Actions • Model 65 High-Resistivity Measurement Package, including Model 6517A Electrometer/High-Resistance Meter, Model 6524 High-Resistance Measurement Software and Model 8009 Resistivity Test Fixture

45. MEGGER http://www.repaircalibration.com/avo-ground-resistance-testers.html IBM http://www.research.ibm.com/research/gmr.html

46. Medição de Resistividade no Laboratório Laboratório #3

47. Laboratório #3 • Objetivos: • Introduzir o conceito de resistencia dos materiais. • Principio de funcionamento dos multimetros. • Medir a resistividade de diversos materiais. Testar a Lei de Ohm. • Montar Circuitos Eletricos adequados para cada situação. • Obter as incertezas e propagar os desvios.

48. Organization of the nerve system

49. Passing the signal through the gap (synapse) to the next neuron or a muscle. Converting heat, pressure, light etc. into electric signals Human nervous system: Neurons Transmit information from one cell to another

50. Bioelectric signal: The Nerve Impulse Ions, Channels, and Pump Proteins in a Neuron's Membrane Establish the cell’s Resting Potential