Eletricidade e eletronica
Seminário: Eletricidade e eletronica. Pesquise 862.000+ trabalhos acadêmicosPor: • 29/3/2014 • Seminário • 2.776 Palavras (12 Páginas) • 318 Visualizações
Eletricidade e Eletrônica
Etapa 1 – Passo 1 – Resumo:
Átomo
Átomo é uma partícula constituída por elétrons (carga negativa), prótons (carga positiva) e nêutrons (sem carga). Um átomo é considerado neutro quando possui a mesma quantidade de elétrons e prótons.
Divisão
Um átomo é dividido em núcleo e elétrons. No núcleo encontram se os prótons e os nêutrons e a sua volta ficam os elétrons distribuídos em orbitas. Cada orbita suporta uma quantidade máxima de elétrons definida pela fórmula: 2n2. Onde n é o número da camada. Na primeira camada há até dois elétrons, na segunda até oito elétrons e assim por diante.
A única exceção a essa regra é o átomo de hidrogênio, que é o mais simples de todos, composto por apenas por um próton e um elétron. Não tendo assim carga neutra.
Campo Elétrico
Uma carga elétrica exerce uma força elétrica sobre outra, determinada pela distância entre as cargas. Essa força é similar à força gravitacional realizada por uma massa sobre outra.
Toda carga gera um campo elétrico no espaço a sua volta. Quando uma carga eletrizada é deslocada para esse campo, fica sujeita a uma força de atração ou repulsão.
Atração e Repulsão
Cargas com sinais iguais se repelem e cargas com sinais opostos se atraem.
A força de atração ou repulsão é determinada pela Lei de Coulomb:
F=k.(|Q1| .|Q2|)/d^2
Onde: F é a força entre as cargas em newtons, k é uma constante que depende do meio onde as cargas se encontram, Q1 e Q2 são os valores das cargas e d é a distância entre as cargas em metros.
Em um átomo há uma repulsão entre os elétrons e atração entre o núcleo e os elétrons. Quanto maior a distância entre um elétron e o núcleo, menor é a força de atração. Quanto menor a força de atração, mais fácil que um elétron seja removido e atraído para outro átomo.
Corrente
Quando um átomo perde elétrons, se torna um íon positivo e os elétrons perdidos de tornam livres. Elétrons livres são capazes de se moverem entre os íons positivos. Enquanto se movimentam, os elétrons livres perdem e ganham energia continuamente de acordo com alguns fatores, como colisões com íons positivos e outros elétrons e as forças de atração e repulsão. A corrente pode ser definida como o fluxo de elétrons que se movimentam por segundo:
I=Q/t
Onde: I é a corrente em Ampère, Q é a carga em Coulomb e t é o tempo em segundos.
Tensão
O fluxo de cargas é ocasionado por uma pressão externa que está ligada à energia potencial, que é energia que um corpo tem em relação a sua posição. A tensão indica a quantidade de energia necessária para a movimentação de uma carga entre dois pontos. Definida pela fórmula:
V=W/Q
Onde: V é a tensão em Volts, W é a energia em Joules e Q é a carga em Coulomb.
Corrente Continua
Corrente continua abrange os sistemas elétricos em que o fluxo das cargas é unidirecional, ou seja, em uma direção sempre. As fontes de corrente continua são divididas em três grupos: baterias, geradores e fontes de alimentação.
Condutores, isolantes e semicondutores
O fluxo de cargas é diferente de acordo com o material utilizado, considerando fatores como: densidade, mobilidade e a estabilidade.
Um material é considerado condutor quando permite que um grande fluxo de carga de elétrons se movimente facilmente sem a necessidade da aplicação de grande tensão. Um exemplo de bom condutor é o cobre.
Isolante é o material no qual os elétrons tem mais dificuldade de se movimentar, precisando de uma grande tensão para que a movimentação ocorra. São exemplos a porcelana e a borracha.
Já os semicondutores são materiais intermediários entre os condutores e os isolantes. Os semicondutores tem grande uso na indústria eletrônica, como silício, germânio e arseneto de gálio.
Etapa 1 – Passo 3 – Questão:
Supor que duas cargas pontuais Q1 = 1,5 uC e Q2 = -3,6 uC, estão localizadas em ambiente de vácuo, respectivamente em (2,4) e (0,2). Responder qual seria a intensidade da força devido a estas duas cargas atuando sobre um elétron localizado em (1,3)? Anotar todos os passos para a solução deste problema.
Q1=1,5µC→Q1=1,5 .10⁻⁶C
Q2=-3,6µC→Q2=-3,6 .10⁻⁶C
Elétron=-1,6 .〖10〗^- ¹⁹C
d=10cm→d=0,1m→d=1 .〖10〗^- ¹ m
k=9 .10⁹
Força de Q1 sobre o elétron:
F=k.(|Q1| .|Q2|)/d^2 →F= 〖9.10〗^9. (|1,5 . 〖10〗^(-6) | .|-1,6 .〖〖10〗^-〗^19 |)/〖(10⁻¹)〗^2
F= (9 . 1,5 .1,6 .〖10〗^- ¹⁶)/〖10⁻〗^2 →F=21,6 .〖10〗^- ¹⁴N
Devido a carga Q1 ser positiva e a carga do elétron ser negativa, Q1 tem uma força de atração de 21,6.10-14 sobre o elétron.
Força de Q2 sobre o elétron:
F=k.(|Q1| .|Q2|)/d^2 →F= 〖9.10〗^9. (|-3,6 . 〖10〗^(-6) | .|-1,6 .〖〖10〗^-〗^19 |)/〖(10⁻¹)〗^2
F= (9 . 3,6 .1,6 .〖10〗^- ¹⁶)/〖10⁻〗^2 →F=51,84 .〖10〗^- ¹⁴N
Devido Q2 e o elétron possuírem cargas negativas, Q2 tem uma força de repulsão de 51,84 . 10-14 sobre o elétron.
Etapa 2 – Passo 1
1. Supor que em um sistema computacional é necessária uma tensão de referência de 7,5V para uma aplicação de interface. Considerando o circuito divisor de tensão a seguir, calcular a relação entre R1 e R2 capaz de gerar a tensão necessária. Anotar os resultados obtidos.
Proporção de V1 sobre V2= V1/V2=7,5V/4,5V≅ 1,66
O valor de R1 deve ser aproximadamente 1,66 vezes maior que o valor de R2 para que se tenha uma tensão de 7,5 Volts.
Exemplo:
V=12V
RT=50Ω
Calculo da corrente:
I=V/RT→I= 12V/50Ω→I=0,24A=240mA
Onde:
I = Corrente
V = Tensão
RT = Resistência total
Calculo da resistência:
VR1=R1 .I→7,5V= R1 .0,24→R1=7,5V/0,24Ω=31,25Ω
VR2=R2 .I→7,5V= R2 .0,24→R1=4,5V/0,24Ω=18,75Ω
RT=R1+R2→RT=31,25+18,75→RT=50Ω
Onde:
VR = Queda de resistência no resistor
R = Resistência
RT = Resistência total
I = Corrente
Divisor de Tensões:
VR1=(E .R1)/RT→VR1=(12V .31,25Ω)/50Ω→VR1=375/50Ω→VR1= 7,5V
Onde:
VR1 = Queda de resistência no resistor 1
E = Tensão
R1 = Resistência no resistor 1
RT = Resistência total
Eletricidade e Eletrônica
Etapa 1 – Passo 1 – Resumo:
Átomo
Átomo é uma partícula constituída por elétrons (carga negativa), prótons (carga positiva) e nêutrons (sem carga). Um átomo é considerado neutro quando possui a mesma quantidade de elétrons e prótons.
Divisão
Um átomo é dividido em núcleo e elétrons. No núcleo encontram se os prótons e os nêutrons e a sua volta ficam os elétrons distribuídos em orbitas. Cada orbita suporta uma quantidade máxima de elétrons definida pela fórmula: 2n2. Onde n é o número da camada. Na primeira camada há até dois elétrons, na segunda até oito elétrons e assim por diante.
A única exceção a essa regra é o átomo de hidrogênio, que é o mais simples de todos, composto por apenas por um próton e um elétron. Não tendo assim carga neutra.
Campo Elétrico
Uma carga elétrica exerce uma força elétrica sobre outra, determinada pela distância entre as cargas. Essa força é similar à força gravitacional realizada por uma massa sobre outra.
Toda carga gera um campo elétrico no espaço a sua volta. Quando uma carga eletrizada é deslocada para esse campo, fica sujeita a uma força de atração ou repulsão.
Atração e Repulsão
Cargas com sinais iguais se repelem e cargas com sinais opostos se atraem.
A força de atração ou repulsão é determinada pela Lei de Coulomb:
F=k.(|Q1| .|Q2|)/d^2
Onde: F é a força entre as cargas em newtons, k é uma constante que depende do meio onde as cargas se encontram, Q1 e Q2 são os valores das cargas e d é a distância entre as cargas em metros.
Em um átomo há uma repulsão entre os elétrons e atração entre o núcleo e os elétrons. Quanto maior a distância entre um elétron e o núcleo, menor é a força de atração. Quanto menor a força de atração, mais fácil que um elétron seja removido e atraído para outro átomo.
Corrente
Quando um átomo perde elétrons, se torna um íon positivo e os elétrons perdidos de tornam livres. Elétrons livres são capazes de se moverem entre os íons positivos. Enquanto se movimentam, os elétrons livres perdem e ganham energia continuamente de acordo com alguns fatores, como colisões com íons positivos e outros elétrons e as forças de atração e repulsão. A corrente pode ser definida como o fluxo de elétrons que se movimentam por segundo:
I=Q/t
Onde: I é a corrente em Ampère, Q é a carga em Coulomb e t é o tempo em segundos.
Tensão
O fluxo de cargas é ocasionado por uma pressão externa que está ligada à energia potencial, que é energia que um corpo tem em relação a sua posição. A tensão indica a quantidade de energia necessária para a movimentação de uma carga entre dois pontos. Definida pela fórmula:
V=W/Q
Onde: V é a tensão em Volts, W é a energia em Joules e Q é a carga em Coulomb.
Corrente Continua
Corrente continua abrange os sistemas elétricos em que o fluxo das cargas é unidirecional, ou seja, em uma direção sempre. As fontes de corrente continua são divididas em três grupos: baterias, geradores e fontes de alimentação.
Condutores, isolantes e semicondutores
O fluxo de cargas é diferente de acordo com o material utilizado, considerando fatores como: densidade, mobilidade e a estabilidade.
Um material é considerado condutor quando permite que um grande fluxo de carga de elétrons se movimente facilmente sem a necessidade da aplicação de grande tensão. Um exemplo de bom condutor é o cobre.
Isolante é o material no qual os elétrons tem mais dificuldade de se movimentar, precisando de uma grande tensão para que a movimentação ocorra. São exemplos a porcelana e a borracha.
Já os semicondutores são materiais intermediários entre os condutores e os isolantes. Os semicondutores tem grande uso na indústria eletrônica, como silício, germânio e arseneto de gálio.
Etapa 1 – Passo 3 – Questão:
Supor que duas cargas pontuais Q1 = 1,5 uC e Q2 = -3,6 uC, estão localizadas em ambiente de vácuo, respectivamente em (2,4) e (0,2). Responder qual seria a intensidade da força devido a estas duas cargas atuando sobre um elétron localizado em (1,3)? Anotar todos os passos para a solução deste problema.
Q1=1,5µC→Q1=1,5 .10⁻⁶C
Q2=-3,6µC→Q2=-3,6 .10⁻⁶C
Elétron=-1,6 .〖10〗^- ¹⁹C
d=10cm→d=0,1m→d=1 .〖10〗^- ¹ m
k=9 .10⁹
Força de Q1 sobre o elétron:
F=k.(|Q1| .|Q2|)/d^2 →F= 〖9.10〗^9. (|1,5 . 〖10〗^(-6) | .|-1,6 .〖〖10〗^-〗^19 |)/〖(10⁻¹)〗^2
F= (9 . 1,5 .1,6 .〖10〗^- ¹⁶)/〖10⁻〗^2 →F=21,6 .〖10〗^- ¹⁴N
Devido a carga Q1 ser positiva e a carga do elétron ser negativa, Q1 tem uma força de atração de 21,6.10-14 sobre o elétron.
Força de Q2 sobre o elétron:
F=k.(|Q1| .|Q2|)/d^2 →F= 〖9.10〗^9. (|-3,6 . 〖10〗^(-6) | .|-1,6 .〖〖10〗^-〗^19 |)/〖(10⁻¹)〗^2
F= (9 . 3,6 .1,6 .〖10〗^- ¹⁶)/〖10⁻〗^2 →F=51,84 .〖10〗^- ¹⁴N
Devido Q2 e o elétron possuírem cargas negativas, Q2 tem uma força de repulsão de 51,84 . 10-14 sobre o elétron.
Etapa 2 – Passo 1
1. Supor que em um sistema computacional é necessária uma tensão de referência de 7,5V para uma aplicação de interface. Considerando o circuito divisor de tensão a seguir, calcular a relação entre R1 e R2 capaz de gerar a tensão necessária. Anotar os resultados obtidos.
Proporção de V1 sobre V2= V1/V2=7,5V/4,5V≅ 1,66
O valor de R1 deve ser aproximadamente 1,66 vezes maior que o valor de R2 para que se tenha uma tensão de 7,5 Volts.
Exemplo:
V=12V
RT=50Ω
Calculo da corrente:
I=V/RT→I= 12V/50Ω→I=0,24A=240mA
Onde:
I = Corrente
V = Tensão
RT = Resistência total
Calculo da resistência:
VR1=R1 .I→7,5V= R1 .0,24→R1=7,5V/0,24Ω=31,25Ω
VR2=R2 .I→7,5V= R2 .0,24→R1=4,5V/0,24Ω=18,75Ω
RT=R1+R2→RT=31,25+18,75→RT=50Ω
Onde:
VR = Queda de resistência no resistor
R = Resistência
RT = Resistência total
I = Corrente
Divisor de Tensões:
VR1=(E .R1)/RT→VR1=(12V .31,25Ω)/50Ω→VR1=375/50Ω→VR1= 7,5V
Onde:
VR1 = Queda de resistência no resistor 1
E = Tensão
R1 = Resistência no resistor 1
RT = Resistência total
Eletricidade e Eletrônica
Etapa 1 – Passo 1 – Resumo:
Átomo
Átomo é uma partícula constituída por elétrons (carga negativa), prótons (carga positiva) e nêutrons (sem carga). Um átomo é considerado neutro quando possui a mesma quantidade de elétrons e prótons.
Divisão
Um átomo é dividido em núcleo e elétrons. No núcleo encontram se os prótons e os nêutrons e a sua volta ficam os elétrons distribuídos em orbitas. Cada orbita suporta uma quantidade máxima de elétrons definida pela fórmula: 2n2. Onde n é o número da camada. Na primeira camada há até dois elétrons, na segunda até oito elétrons e assim por diante.
A única exceção a essa regra é o átomo de hidrogênio, que é o mais simples de todos, composto por apenas por um próton e um elétron. Não tendo assim carga neutra.
Campo Elétrico
Uma carga elétrica exerce uma força elétrica sobre outra, determinada pela distância entre as cargas. Essa força é similar à força gravitacional realizada por uma massa sobre outra.
Toda carga gera um campo elétrico no espaço a sua volta. Quando uma carga eletrizada é deslocada para esse campo, fica sujeita a uma força de atração ou repulsão.
Atração e Repulsão
Cargas com sinais iguais se repelem e cargas com sinais opostos se atraem.
A força de atração ou repulsão é determinada pela Lei de Coulomb:
F=k.(|Q1| .|Q2|)/d^2
Onde: F é a força entre as cargas em newtons, k é uma constante que depende do meio onde as cargas se encontram, Q1 e Q2 são os valores das cargas e d é a distância entre as cargas em metros.
Em um átomo há uma repulsão entre os elétrons e atração entre o núcleo e os elétrons. Quanto maior a distância entre um elétron e o núcleo, menor é a força de atração. Quanto menor a força de atração, mais fácil que um elétron seja removido e atraído para outro átomo.
Corrente
Quando um átomo perde elétrons, se torna um íon positivo e os elétrons perdidos de tornam livres. Elétrons livres são capazes de se moverem entre os íons positivos. Enquanto se movimentam, os elétrons livres perdem e ganham energia continuamente de acordo com alguns fatores, como colisões com íons positivos e outros elétrons e as forças de atração e repulsão. A corrente pode ser definida como o fluxo de elétrons que se movimentam por segundo:
I=Q/t
Onde: I é a corrente em Ampère, Q é a carga em Coulomb e t é o tempo em segundos.
Tensão
O fluxo de cargas é ocasionado por uma pressão externa que está ligada à energia potencial, que é energia que um corpo tem em relação a sua posição. A tensão indica a quantidade de energia necessária para a movimentação de uma carga entre dois pontos. Definida pela fórmula:
V=W/Q
Onde: V é a tensão em Volts, W é a energia em Joules e Q é a carga em Coulomb.
Corrente Continua
Corrente continua abrange os sistemas elétricos em que o fluxo das cargas é unidirecional, ou seja, em uma direção sempre. As fontes de corrente continua são divididas em três grupos: baterias, geradores e fontes de alimentação.
Condutores, isolantes e semicondutores
O fluxo de cargas é diferente de acordo com o material utilizado, considerando fatores como: densidade, mobilidade e a estabilidade.
Um material é considerado condutor quando permite que um grande fluxo de carga de elétrons se movimente facilmente sem a necessidade da aplicação de grande tensão. Um exemplo de bom condutor é o cobre.
Isolante é o material no qual os elétrons tem mais dificuldade de se movimentar, precisando de uma grande tensão para que a movimentação ocorra. São exemplos a porcelana e a borracha.
Já os semicondutores são materiais intermediários entre os condutores e os isolantes. Os semicondutores tem grande uso na indústria eletrônica, como silício, germânio e arseneto de gálio.
Etapa 1 – Passo 3 – Questão:
Supor que duas cargas pontuais Q1 = 1,5 uC e Q2 = -3,6 uC, estão localizadas em ambiente de vácuo, respectivamente em (2,4) e (0,2). Responder qual seria a intensidade da força devido a estas duas cargas atuando sobre um elétron localizado em (1,3)? Anotar todos os passos para a solução deste problema.
Q1=1,5µC→Q1=1,5 .10⁻⁶C
Q2=-3,6µC→Q2=-3,6 .10⁻⁶C
Elétron=-1,6 .〖10〗^- ¹⁹C
d=10cm→d=0,1m→d=1 .〖10〗^- ¹ m
k=9 .10⁹
Força de Q1 sobre o elétron:
F=k.(|Q1| .|Q2|)/d^2 →F= 〖9.10〗^9. (|1,5 . 〖10〗^(-6) | .|-1,6 .〖〖10〗^-〗^19 |)/〖(10⁻¹)〗^2
F= (9 . 1,5 .1,6 .〖10〗^- ¹⁶)/〖10⁻〗^2 →F=21,6 .〖10〗^- ¹⁴N
Devido a carga Q1 ser positiva e a carga do elétron ser negativa, Q1 tem uma força de atração de 21,6.10-14 sobre o elétron.
Força de Q2 sobre o elétron:
F=k.(|Q1| .|Q2|)/d^2 →F= 〖9.10〗^9. (|-3,6 . 〖10〗^(-6) | .|-1,6 .〖〖10〗^-〗^19 |)/〖(10⁻¹)〗^2
F= (9 . 3,6 .1,6 .〖10〗^- ¹⁶)/〖10⁻〗^2 →F=51,84 .〖10〗^- ¹⁴N
Devido Q2 e o elétron possuírem cargas negativas, Q2 tem uma força de repulsão de 51,84 . 10-14 sobre o elétron.
Etapa 2 – Passo 1
1. Supor que em um sistema computacional é necessária uma tensão de referência de 7,5V para uma aplicação de interface. Considerando o circuito divisor de tensão a seguir, calcular a relação entre R1 e R2 capaz de gerar a tensão necessária. Anotar os resultados obtidos.
Proporção de V1 sobre V2= V1/V2=7,5V/4,5V≅ 1,66
O valor de R1 deve ser aproximadamente 1,66 vezes maior que o valor de R2 para que se tenha uma tensão de 7,5 Volts.
Exemplo:
V=12V
RT=50Ω
Calculo da corrente:
I=V/RT→I= 12V/50Ω→I=0,24A=240mA
Onde:
I = Corrente
V = Tensão
RT = Resistência total
Calculo da resistência:
VR1=R1 .I→7,5V= R1 .0,24→R1=7,5V/0,24Ω=31,25Ω
VR2=R2 .I→7,5V= R2 .0,24→R1=4,5V/0,24Ω=18,75Ω
RT=R1+R2→RT=31,25+18,75→RT=50Ω
Onde:
VR = Queda de resistência no resistor
R = Resistência
RT = Resistência total
I = Corrente
Divisor de Tensões:
VR1=(E .R1)/RT→VR1=(12V .31,25Ω)/50Ω→VR1=375/50Ω→VR1= 7,5V
Onde:
VR1 = Queda de resistência no resistor 1
E = Tensão
R1 = Resistência no resistor 1
RT = Resistência total
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