Rigidez dieletrica
Por: Jonatasmagrelo • 8/5/2015 • Ensaio • 1.364 Palavras (6 Páginas) • 257 Visualizações
[pic 1][pic 2]
UNIVERSIDADE - ANHANGUERA UNIDERP
ENGENHARIA ELÉTRICA – BACHARELADO
CAMPOS ELÉTRICOS EM MEIO MATERIAL
CAMPO GRANDE – MS
2014
[pic 3][pic 4]
UNIVERSIDADE - ANHANGUERA UNIDERP
ENGENHARIA ELÉTRICA – BACHARELADO
JÔNATAS DE ALMEIDA CARVALHO RA 3909705747
LEANDRO G. DE BRANCO RA 3932062386
MARCELO PIRES GONÇALVES RA 3962890689
SERGIO ROBERTO DOS SANTOS RA 3937863237
CAMPOS ELÉTRICOS EM MEIO MATERIAL
Trabalho solicitado como avaliação parcial na disciplina de Eletromagnetismo, sob a orientação do Profº Eliéverson Guerchi Gonzales.
CAMPO GRANDE - MS
2014
SUMÁRIO[pic 5]
1 INTRODUÇÃO
2 CAMPOS ELÉTRICOS EM MEIO MATERIAL
3 CORRENTES DE CONVECÇÃO E DE CONDUÇÃO
4 CONDUTORES
5 RIGIDEZ DIELÉTRICA
6 CONCLUSÃO
7 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
INTRODUÇÃO
[pic 6][pic 7]
CAMPOS ELÉTRICOS EM MEIO MATERIAL
Todos os materiais podem ser classificados conforme as suas propriedades elétricas, tais como: condutores e não-condutores, sendo os não-condutores também chamados isolantes ou dielétricos.
De maneira geral esses materiais são classificados de acordo com sua condutividade “σ”(representada por mhos/metro(℧/m) ou em siemens por metro (S/m). Geralmente essa condutividade depende da temperatura e da freqüência do material, se a mesma for maior que um (σ>>1) denomina-se metal, se menor (σ <<1) dielétrico. O material que possui condutividade entre metal e o dielétrico denominam-se um semicondutor. Exemplo: Vidro e borracha são materiais dielétricos, cobre e alumínio são metais e silício e germânio são semicondutores.
Outros tipos de materiais que podem ser considerados nesse estudo são os supercondutores, onde a condutividade dos metais aumenta em temperaturas muito baixas, próximas do zero absoluto (T=0°K ou -273,15°C), chegando a ter condutividade infinita. Exemplo: Alumínio e chumbo.
CORRENTES DE CONVECÇÃO E DE CONDUÇÃO
A corrente elétrica (I), que passa por uma área é determinada pela quantidade de carga por unidade de tempo, sendo sua unidade de medida Coulomb por segundo (C/s), no sistema internacional de medidas (S.I) Ampére (A), ou seja:
I= [pic 8]
Sendo, dQ a taxa de variação de cargas e dt a variação de tempo.
O conceito de densidade de corrente (considerando que a mesma é perpendicular a superfície) é expresso pela equação:
= [pic 9][pic 10]
onde a densidade de corrente (J) é igual à variação da corrente () atravessando uma determinada superfície (). Quando a densidade de corrente não for normal à superfície aplica-se a equação:[pic 11][pic 12]
= J. [pic 13][pic 14]
Então a corrente total será determinada por:
[pic 15]
De acordo com a corrente gerada, implicará em diferentes tipos de densidade de correntes: convecção, condução e deslocamento.
Para a densidade de corrente de convecção, não é necessário um material condutor, ou seja, é o resultado de um fluxo de carga que passa por um meio isolante, tal como um líquido, um gás rarefeito ou o vácuo, por isso não satisfaz a lei de Ohm, exemplo: Um feixe de elétrons em um tubo de vácuo.
Havendo um fluxo de carga de densidade com certa velocidade u, obtêm-se uma corrente [pic 16]
= [pic 17][pic 18]
Já a corrente de condução necessita de um condutor para ocorrer. Um condutor apresenta grande número de elétrons livres, que promovem uma corrente de condução ao serem deslocados por um campo elétrico. Os elétrons em movimento acelerado sofrem colisões com a rede cristalina, e deslocam-se de um átomo para outro. A força de um campo elétrico (E), atuando em uma carga – e é obtida pela equação:
F = -eE
De acordo com a Lei de Newton, quando um elétron de massa m desloca-se em um campo elétrico E com uma variação de velocidade u, a variação do momento deve ser igual a força aplicada.
[pic 19]
onde é o tempo médio entre as colisões.[pic 20]
A densidade de corrente de condução pode então ser escrita como:
J = σE
CONDUTORES
Os condutores possuem muitas cargas elétricas livres, positivas e negativas. As positivas deslocam-se no sentido do campo e as negativas no sentido contrario. Devido à rapidez desse fenômeno, o mesmo ocorre em duas etapas, sendo que na primeira etapa as cargas se acumulam na superfície do condutor e na segunda, as mesmas cargas, induzidas, formam um campo elétrico interno induzido E, cancelando o campo elétrico externo. Então para ser considerado um condutor perfeito não deve conter um campo eletrostático em seu interior.
...