Física: Eletrostática e Eletrodinâmica

Cartões · 55

Carga elétrica elementar (e)

Menor quantidade de carga encontrada isolada na natureza, com valor de aproximadamente 1,6 x 10^-19 Coulombs.

Quantização da carga elétrica (Fórmula)

Q = n . e (onde Q é a carga total, n é o número de elétrons em excesso ou falta, e e é a carga elementar).

Princípio da conservação das cargas elétricas

Em um sistema eletricamente isolado, a soma algébrica das cargas elétricas permanece constante.

Princípio de atração e repulsão

Cargas de mesmo sinal se repelem mutuamente, enquanto cargas de sinais opostos se atraem.

Processos de eletrização

Eletrização por atrito (sinais opostos), eletrização por contato (mesmo sinal) e eletrização por indução (sinais opostos com aterramento).

Lei de Coulomb (Fórmula)

F = (k . |q1| . |q2|) / d^2 (onde F é a força eletrostática, k é a constante eletrostática e d é a distância entre as cargas).

Constante eletrostática no vácuo (k0)

Aproximadamente 9 x 10^9 N.m^2/C^2.

Campo elétrico gerado por carga pontual (Fórmula)

E = (k . |Q|) / d^2 (aponta para longe de cargas positivas e em direção a cargas negativas).

Força elétrica e Campo elétrico (Relação)

F = q . E (a força tem a mesma direção do campo, com mesmo sentido se q > 0 e sentido oposto se q < 0).

Linhas de força do campo elétrico

Linhas imaginárias que saem de cargas positivas e convergem em cargas negativas, tangentes ao vetor campo em cada ponto.

Campo elétrico uniforme (CEU)

Região do espaço onde o vetor campo elétrico possui o mesmo módulo, direção e sentido em todos os pontos.

Relação entre ddp e campo elétrico uniforme

U = E . d (onde U é a diferença de potencial elétrico, E é o campo elétrico e d é a distância entre superfícies).

Potencial elétrico de carga pontual (Fórmula)

V = (k . Q) / d (grandeza escalar medida em Volts, que depende do sinal da carga Q).

Energia potencial eletrostática (Fórmula)

Epe = (k . q1 . q2) / d ou Epe = q . V (medida em Joules).

Trabalho da força elétrica (Fórmula)

W = q . (VA - VB) ou W = q . U (o trabalho realizado independe da trajetória por ser uma força conservativa).

Superfície equipotencial

Superfície na qual todos os pontos apresentam o mesmo potencial elétrico; as linhas de campo são sempre perpendiculares a ela.

Equilíbrio eletrostático em condutores

O campo elétrico interno é nulo e o excesso de carga distribui-se exclusivamente na superfície externa.

Poder das pontas

Fenômeno de maior concentração de cargas elétricas e maior intensidade de campo elétrico nas regiões mais pontiagudas de um condutor.

Blindagem eletrostática (Gaiola de Faraday)

Proteção do interior de um condutor oco contra campos elétricos externos devido ao campo resultante interno ser nulo.

Capacitância eletrostática (Fórmula)

C = Q / U (razão entre a carga armazenada e a ddp aplicada, cuja unidade é o Farad [F]).

Capacitor de placas paralelas (Fórmula)

C = (epsilon . A) / d (onde epsilon é a permissividade elétrica, A é a área das placas e d é a distância entre elas).

Energia armazenada em um capacitor (Fórmula)

E = (C . U^2) / 2 ou E = (Q . U) / 2 (energia em Joules armazenada no campo elétrico do capacitor).

Capacitores associados em série

1/Ceq = 1/C1 + 1/C2 + ... (a carga Q é idêntica em todos, e a ddp total é a soma das tensões).

Capacitores associados em paralelo

Ceq = C1 + C2 + ... (a ddp U é idêntica em todos, e a carga total é a soma das cargas de cada um).

Corrente elétrica média (Fórmula)

i = delta Q / delta t (taxa de variação de carga que atravessa a seção transversal por unidade de tempo; medida em Ampères).

Sentido convencional da corrente elétrica

Sentido correspondente ao movimento de cargas elétricas positivas, oposto ao fluxo real dos elétrons livres nos condutores.

1ª Lei de Ohm (Fórmula)

U = R . i (a diferença de potencial elétrico é diretamente proporcional à corrente elétrica para condutores ôhmicos).

Resistência elétrica (Definição)

Medida da oposição oferecida pelo material à passagem de corrente elétrica, expressa na unidade Ohm (grego Ômega).

2ª Lei de Ohm (Fórmula)

R = (rho . L) / A (onde rho é a resistividade do material, L é o comprimento do condutor e A é a área de seção transversal).

Condutividade elétrica (sigma)

Inverso da resistividade elétrica (sigma = 1 / rho), medindo a facilidade com que o material conduz corrente.

Efeito Joule

Transformação espontânea de energia elétrica em energia térmica devido às colisões internas de portadores de carga em um condutor.

Potência elétrica dissipada (Fórmulas)

P = U . i = R . i^2 = U^2 / R (taxa de conversão ou consumo de energia elétrica, medida em Watts).

Energia elétrica consumida (Fórmula)

E = P . delta t (normalmente expressa em Joules no SI, ou comercialmente em quilowatt-hora [kWh]).

Conversão de 1 kWh para Joules

1 kWh = 3.600.000 Joules (ou 3,6 x 10^6 J).

Resistores em série (Propriedades)

Req = R1 + R2 + ... (a corrente i é a mesma em todos os resistores e a tensão divide-se proporcionalmente).

Resistores em paralelo (Propriedades)

1/Req = 1/R1 + 1/R2 + ... (a tensão U é a mesma em todos os ramos e a corrente total é a soma das correntes).

Dois resistores em paralelo (Fórmula simplificada)

Req = (R1 . R2) / (R1 + R2) (produto pela soma).

N resistores idênticos em paralelo

Req = R / N (o valor de um resistor dividido pelo número total de resistores iguais).

Curto-circuito em um resistor

Ocorre quando dois pontos de um resistor são ligados por um condutor ideal de resistência nula, zerando a corrente nele.

Força eletromotriz (fem - epsilon)

Trabalho por unidade de carga realizado por um gerador para elevar o potencial dos portadores de carga (expressa em Volts).

Equação do gerador elétrico real

U = epsilon - (r . i) (onde U é a tensão terminal, epsilon é a fem, r é a resistência interna e i é a corrente).

Corrente de curto-circuito de um gerador (Icc)

Icc = epsilon / r (corrente máxima atingida quando os terminais do gerador são unidos sem resistência externa).

Rendimento elétrico de um gerador

eta = U / epsilon (razão entre a potência útil fornecida ao circuito e a potência total gerada).

Potência máxima fornecida por um gerador

Ocorre quando a resistência externa do circuito é igual à resistência interna do gerador (R = r).

Equação do receptor elétrico real

U = epsilon' + (r' . i) (onde epsilon' é a força contraeletromotriz [fcem] e r' é a resistência interna).

Rendimento elétrico de um receptor

eta = epsilon' / U (razão entre a potência útil mecânica/química gerada e a potência elétrica total consumida).

Lei de Pouillet (Fórmula)

i = (soma das fem - soma das fcem) / soma das resistências (usada para calcular a corrente em circuito simples fechado).

Primeira Lei de Kirchhoff (Lei dos Nós)

A soma das correntes elétricas que entram em um nó é igual à soma das correntes elétricas que saem desse nó.

Segunda Lei de Kirchhoff (Lei das Malhas)

A soma algébrica das diferenças de potencial elétrico ao longo de qualquer percurso fechado (malha) é igual a zero.

Ponte de Wheatstone em equilíbrio

R1 . R4 = R2 . R3 (quando a corrente que passa pelo galvanômetro central é exatamente nula).

Amperímetro ideal

Instrumento medidor de corrente com resistência interna nula (r = 0), devendo sempre ser conectado em série.

Voltímetro ideal

Instrumento medidor de tensão com resistência interna infinita (r = infinito), devendo sempre ser conectado em paralelo.

Resistor Shunt

Resistor de baixo valor colocado em paralelo com um galvanômetro para aumentar seu alcance como amperímetro.

Resistor multiplicador

Resistor de alto valor colocado em série com um galvanômetro para aumentar seu alcance como voltímetro.

Fusível e Disjuntor

Dispositivos de proteção contra sobrecargas elétricas e curtos-circuitos que interrompem o fluxo de corrente excessivo.