Fisica3 (Eletromagnetismo)

CIRCUI TOS
1n
X ln (
2(50 X 10 - 3 J) )
(500 X 10- 12 F)(30 X 10 3 V) 2
= 9,4 s. (Resposta)
Conclusão Seria preciso esperar pelo menos 9,4 s para
aproximar com segurança do automóvel o bico da manguei-
ra de combustível. Este tempo de espera é inaceitável durante
uma corrida; por isso, a borracha dos pneus dos carros
de corrida é misturada com um material condutor (negro de
fumo, por exemplo) para diminuir a resistência do pneu e
reduzir o tempo de descarga. A Fig. 27-17d mostra a energia
armazenada U em função do tempo t para resistências
de 100 Gfl ( o valor usado nos cálculos) e 1 O Gfl. Observe
que com o valor menor da resistência dos pneus, a energia
chega muito mais depressa ao nível seguro Urogo·
1111 11111 1 REVISÃO E RESUMO 1111 11111111
Força Eletromotriz Uma fonte de tensão realiza um trabalho sobre
argas elétricas para manter uma diferença de potencial entre os terminais.
Se dW é o trabalho realizado pela fonte para transportar uma
arga positiva dq do terminal negativo para o terminal positivo, a força
eletromotriz (trabalho por unidade de carga) da fonte é dada por
~ = dW
dq
(definição de '&). (27-1)
P = iV, (27-14)
em que V é a diferença de potencial entre os terminais da fonte. A
potência P, dissipada na fonte é dada por
Pr = i2r. (27-16)
A potência P rem fornecida pela fonte é dada por
P romc = i"f, , (27-17)
A unidade de força eletromotriz e de diferença de potencial no SI é
o volt. Uma fonte de tensão ideal não possui resistência interna; a
diferença de potencial entre seus terminais é igual à força eletromotriz.
Uma fonte de tensão real possui resistência interna; a diferença
de potencial entre seus terminais é igual à força eletromotriz apenas
quando a corrente que a atravessa é zero.
Análise de Circuitos A variação de potencial quando atravesamos
uma resistência R no sentido da corrente é - iR; a variação
quando atravessamos a resistência no sentido oposto é + iR (regra das
resistências). A variação de potencial quando atravessamos uma fonte
de tensão ideal do terminal negativo para o terminal positivo é + '&; a
vaiiação quando atravessamos a fonte no sentido oposto é -'& (regra
das fontes). A lei de conservação da energia leva à regra das malhas:
Regra das Malhas. A soma algébrica das variações de potencial
encontradas ao percorrer uma malha fechada é sempre zero.
A lei de conservação das cargas leva à regra dos nós:
Regra dos Nós. A soma das correntes que entram em um nó é igual
à soma das correntes que saem do nó.
Circuitos com uma Malha A corrente em um circuito com uma
malha que contém uma única resistência R e uma fonte de tensão
de força eletromotriz '& e resistência ré dada por
. ~
,=---,
R + r
(27A)
que se reduz a i = '&IR para uma fonte ideal, ou seja, com uma
fo nte com r = O.
Potência Quando uma fonte de tensão real de força eletromotriz
~ e resistência r realiza trabalho sobre portadores de carga, fazendo
uma corrente i atravessar a fonte, a potência P transferida para os
portadores de carga é dada por
Resistências em Série Quando duas ou mais resistências estão
ligadas em série, todas são percorridas pela mesma corrente.
Resistências em série podem ser substituídas por uma resistência
equivalente dada por
li
R 0q = 'í: Ri
j = 1
(n resistências em série). (27-7)
Resistências em Paralelo Quando duas ou mais resistências
estão ligadas em paralelo, todas são submetidas à mesma diferença
de potencial. Resistências em paralelo podem ser substituídas por
uma resistência equivalente dada por
1
11
1
-='í:-
R cq i =l R1
(n resistências em paralelo). (27-24)
Circuitos RC Quando uma força eletromotriz i é aplicada a uma
resistência R e urna capacitância Cem série, como na Fig. 27-15 com
a chave na posição a, a carga do capacitar aumenta com o tempo de
acordo com a equação
(carga de um capacitar), (27-33)
onde ~ = q 0 é a carga de equilíbrio (carga final) e RC = T é a
constante de tempo capacitiva do circuito. Durante a carga docapacitar,
a corrente é dada por
i = ~~ = ( ! )e-tlRC (carga de um capacitar). (27-34)
Quando um capacitor se descarrega através de uma resistência R, a
carga do capacitor diminui com o tempo de acordo com a equação
(descarga de um capacitar). (2 -"9)
Durante a descarga do capacitar, a corrente é dada por
i = ~~ = -( :~ )e-tlRC ( descarga de um capacitOI' .