Estimando grandezas
A análise de uma descarga elétrica, que chamamos de relâmpago ou raio, na natureza, permite-nos estimar algumas grandezas físicas. Uma delas é a carga elétrica acumulada em nuvens.
Raio ou relâmpago
A luz é gerada pela descarga elétrica entre duas nuvens carregadas. Sempre antes do som e provocando uma extensa luminosidade.
Capacitor
É um dispositivo utilizado para armazenar energia elétrica pelo acúmulo de cargas elétricas. Na natureza, o conjunto “terra-ar-nuvem” ou “nuvem-ar-nuvem” forma capacitores.
A energia armazenada em um capacitor vem do campo elétrico que as cargas elétricas das placas geram no interior do capacitor.
A carga armazenada nos capacitores pode ser determinada pela expressão Q = C . U, em que
Q é a carga acumulada no capacitor
C é a grandeza denominada capacitância
U é a tensão à qual estão submetidas as placas do capacitor.
A capacitância de um capacitor também pode ser determinada pela sua forma geométrica.
Capacitância é a grandeza elétrica de um capacitor, determinada pela quantidade de energia elétrica que pode ser armazenada em si por uma determinada tensão e pela quantidade de corrente alternada que o atravessa numa determinada frequência.
Em placas de computador servem para estabilizar a corrente que passa pela placa.
Choques
Algumas vezes, principalmente em dias muito secos, costuma-se tomar choque quando se toca em maçanetas de portas ou em carros.
Isso acontece quando o corpo humano está tão eletrizado que acaba descarregando a energia acumulada (conhecida como energia estática) no primeiro objeto condutor que aparece pela frente.
Ficamos carregados quando usamos calçados com sola de borracha, blusas de lã ou tecidos sintéticos. Esses materiais, em movimento, acumulam carga. Normalmente, a umidade do ar serve para descarregarmos a carga acumulada. O organismo só sente correntes elétricas com intensidade a partir de 1 miliampère.
Para-raios
O para-raios foi inventado por Benjamin Franklin em 1752.
Um para-raios é uma haste de metal pontiaguda que é conectada a cabos de cobre ou de alumínio de pequena resistividade que vão até o solo.
As pontas do para-raios servem para atrair os raios, assim que o raio é atraído ele é desviado até o solo pelos cabos e dissipado no solo, sem causar nenhum dano nas residências.
Função dos para-raios
Proteger construções, como edifícios, casas, etc., contra as descargas elétricas atmosféricas (raios).
Eles evitam a queima de equipamentos domésticos, como computadores, televisores, aparelhos eletrodomésticos, etc.
Pode-se estimar também a corrente elétrica de um raio. Para isso, basta lembrar que a intensidade da corrente elétrica é a razão entre a carga elétrica e o tempo que ela demora para passar por uma secção, ou seja, I = Q/∆t.
Rigidez dielétrica
É um valor limite de campo elétrico aplicado sobre a espessura do material (kV/mm), sendo que, a partir deste valor, os átomos que compõem o material se ionizam e o material dielétrico deixa de funcionar como um isolante.
Ímãs
As barras de ímãs têm, em média, um campo em torno de 10ˉ² T (tesla) e que o campo magnético da Terra é de aproximadamente 10ˉ⁴ T, ou seja, 100 vezes menor do que o da barra imantada.
Qualquer ímã consegue mover sua agulha, indicando que o campo do ímã é maior do que o da Terra.
Tomógrafo
O campo desse equipamento pode chegar até 6 T. Assim, seria uma pilha de aproximadamente 600 vezes mais do que a do pequeno ímã.
Exercícios
01. Um ferro de passar roupas, de 1400 W – 127 V, permanece ligado durante 40 min. Estime a quantidade de carga que percorre o fio do ferro por segundo.
Fórmula usada: I = Q / ∆t
02. Qual é o processo de eletrização das nuvens?
a) Atrito
b) Contato
c) Indução
03. Uma nuvem típica de chuva se encontra a uma altura de 4.000 m do solo, com uma diferença de potencial de 8 milhões de volts em relação ao solo. Qual é o valor do campo elétrico entre a nuvem e o solo?
Fórmula usada: E = V/ d
04. Capacitores são elementos de circuito destinados a:
a. armazenar corrente elétrica.
b. permitir a passagem de corrente elétrica de intensidade constante.
c. corrigir as variações de tensão nos aparelhos de televisão.
d. armazenar energia elétrica.
e. nenhuma das afirmações acima é satisfatória.
05. (UFOP-MG) Em uma tarde de tempestade, numa região desprovida de pára-raios, a antena de uma casa recebe uma carga que faz fluir uma corrente de 1,2 x 104 A, em um intervalo de tempo de 25 x 10-6 s. Qual a carga total transferida para a antena?
Fórmula usada: Q = I . ∆t
a) 0,15 C
b) 0,2 C
c) 0,48 C
d) 0,3 C
Fonte bibliográfica:
http://super.abril.com.br/ciencia/por-que-levamos-choques-ao-encostar-em-macanetas
http://www.infoescola.com/fisica/para-raio/
http://www.tudoengcivil.com.br/2014/11/capacitores-exercicios-resolvidos-de.html
http://fisicaevestibular.com.br/novo/eletricidade/eletrodinamica/corrente-eletrica-eletrodinamica/exercicios-de-vestibulares-com-resolucao-comentada-sobre-o-conteudo-de-eletrodinamica-corrente-eletrica/
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