Corrente Elétrica

A corrente elétrica é um movimento orientado de partículas com carga elétrica.

Os metais, nomeadamente o cobre e as ligas metálicas, são bons condutores elétricos mas existem outros bons condutores que não são metais, como por exemplo a grafite.

O plástico, a borracha e o algodão são maus condutores elétricos e por isso é que se usam estes materiais nas extremidades das tomadas por exemplo, que é para as pessoas não apanharem choques ao tocar.

A corrente contínua é quando a corrente elétrica tem sempre o mesmo sentido, o sentido real é quando a corrente se desloca do pólo negativo para o pólo positivo e a corrente alternada é quando a corrente elétrica está num sentido e muda para o contrário.

                     Circuito Elétrico

Os aparelhos elétricos só funcionam quando são ligados como se deve a uma energia elétrica.
Enquanto estão em funcionamento, os aparelhos elétricos recebem energia elétrica que transformam noutros tipos de energia, a isto se chamam os recetores de energia elétrica.

São exemplos de fontes de energia elétrica:

• Pilhas
• Tomadas

Exemplos de recetores de energia elétrica:

• Lâmpadas
• motor

O sentido convencional da corrente elétrica é do pólo positivo da pilha para o pólo negativo.

Pode-se instalar mais do que um recetor num circuito elétrico. A instalação pode ser feita de duas maneiras:em série e em paralelo.

Num circuito em série, existe um só caminho, num circuito em paralelo existem mais do que um caminho, pois há mais do que uma ramificação. Onde a corrente do ramo principal se divide denomina-se nó e outro nó onde a corrente se junta.

Caraterísticas dos Circuitos Elétricos

Os circuitos elétricos são caraterizados por:

• Os terminais das pilhas chamam-se pólos
• Todos os dispositivos elétricos têm dois terminais
• Os interrupetores permitem ligar e desligar os recetores elétricos
• Quando o interrupetor está aberto, a corrente elétrica está desligada e quando o interropetor está fechado, a corrente elétrica está ligada
• Para ligar os dispositivos utilizam-se fios de ligação.

  
Se um dos terminais da lâmpada não está ligado à pilha, se o interrupetor não está fechado ou se os dois terminais da lâmpada estão ligados ao mesmo pólo da pilha, a lâmpada não acende.
Quando se liga cada um dos terminais da lâmpada a um dos pólos da pilha, a lâmpada acende.

Para todos conseguirem representar circuitos elétricos, em vez de ser pela sua habilidade de desenho, os físicos representam os circuitos elétricos por esquemas o que facilita as pessoas que não têm tanto jeito para desenho.

                     Grandezas Físicas

Deferença de Potencial

A Diferença de potencial está relacionada com a energia que é transferida para o circuito elétrico.

A diferença de potencial num circuito:

• em série- calcula-se Ut=U1+U2
• em paralelo- calcula-se Ut=U1=U2=...

Intensidade de Corrente

A intensidade de corrente é constante, em qualquer parte do circuito tem sempre o mesmo valor.

A intensidade de corrente num circuito:

• em série- calcula-se I=I1=I2=...
• em paralelo- calcula-se I=I1+I2

Resistência Elétrica

A resistência elétrica é a oposição que os materiais oferecem à passagem da corrente elétrica.

Resistência elétrica baixa-bons condutores elétricos

Resistência elétrica alta-maus condutores elétricos

Existem dois tipos de medição da resistência elétrica:

• Medição direta-feita diretamente ao componente
• Medição indireta-feita indiretamente ao componente

A  resistência elétrica calcula-se:

R=U:I

Qaundo a resistência é constante é um condutor óhmico, quando varia é um condutor não óhmico.

A resistência elétrica depende de três fatores:

• da natureza do condutor- o cobre é um bom condutor
• da espessura do condutor- quanto maior a espessura menor a resistência
• do comprimento do condutor- quanto maior o comprimento maior a resistência

Potência Elétrica e Energia Elétrica

A potência de um recetor mede a energia elétrica pelo recetor e transforma noutra ou noutras energias, por unidade de tempo.

A energia elétrica que consumimos num certo tempo é medida por kWh.

P=E:t                    E=Pxt

t=tempo

Movimentos e Forças

Um corpo encontra-se em repouso ou em movimento, em relação a um determinado referencial.

Diz-se que um corpo se encontra em movimento, em relação a um referencial, quando a sua posição varia, ao longo do tempo.

Exemplo:

Um comboio começa a sua viagem. Os passageiros encontram-se em movimento em relação à estação e em repouso, ao comboio.

Trajetórias

A trajetória é uma linha imaginária que mostra as várias posições que o corpo ocupa ao longo do tempo.

Existem dois tipos de trajetórias:

• Retilínea
• Curvilínea: Elíptica

                         Circular                 

                                                                                                                                    

                                                                                                                                  Retilinea

                        Parabólica                                                                                                       

                           

                                                                                                                                         

                                                                                                                        

Elíptica

Movimento

O movimento retilíneo está dividido em:

• Uniforme-velocidade média constante
• Variável-Retardado que a velocidade diminui ao longo do tempo

                  -Acelarado que a velocidade aumenta ao longo do tempo

Os movimentos retilíneos são classificados em:

• Movimento Retilíneo Uniforme(m.r.u)- a velocidade é constante
• Movimento Retilíneo Uniformemente Acelarado(m.r.u.a)
• Movimento Retilíneo Uniformemente Retardado(m.r.u.r)

A rapidez média de um corpo calcula-se:

rm=d:delta t

O deslocamento corresponde ao comprimento entre o ponto de chegada e o ponto de partida.

Ax=deslocamento

xf=posição final

xi=posição inicial

deltax=xf-xi

A distância é a medida do comprimento da trajetória feita pelo corpo.

A distância é uma grandeza escalar e o deslocamento é uma grandeza vetorial.

Num movimento retilíneo, sem alteração do sentido, o deslocamento é igual à destância percorrida.

Vm= velocidade média

tf= instante final

ti= instante inicial

Vm= delta x:delta t= xf-xi:tf-ti

am= acelaração média= delta v: delta t= vf-vi:tf-ti

 

Compostos de carbono

Os compostos de carbono são substâncias moleculares e estam divididos em famílias:

Hidrocarbonetos:

• Alcanos-têm uma ligação covalente simples
• Alcenos-têm uma ligação covalente dupla
• Alcinos-têm uma ligação covalente tripla

Quando o nº de carbonos é 1 o prefixo da palavra é met(metano), quando é 2 o prefixo é et(etano,eteno,etino), quando é 3 a palavra começa com prop(propano,propeno,propino) e quando é 4 começa com but(butano,buteno,butino).

Outros compostos de carbono

Para além dos compostos de carbono referidos ainda existem outros tais como:

         Composto

        de Carbono                           Fórmula Química

• Álcool                                           C2H5OH                
• Ácido Carboxílico                         CH3COOH
• Cetona                                          CH3COCH3                
•  Aldeíd                                          HCHO 
•  Amina                                          CH5N                   

Átomo

O átomo é constituído por protões, que têm carga elétrica positiva, neutrões, que têm carga elétrica neutra e eletrões, que têm carga elétrica negativa.

Os isótopos são átomos diferentes do mesmo elemento químico, têm o mesmo número atómico mas não têm o mesmo número de massa, ou seja, têm diferente número de neutróes.

Distribuição Eletrónica

Os eletrões são distribuídos por níveis de energia e cada nível tem um limite eletrões. O 1º nível de energia só pode ter no máximo 2 eletrões e os restantes 8 eletrões.
Se um átomo não tem o último nível de energia totalmente preenchido, o átomo tem tendência a ganhar ou a perder eletrões dependendo se tem a mais ou a menos.

Por exemplo o Oxigénio tem 8 eletrões e a sua distribuição eletrónica é 2-6, como o último nível de energia tem 6 eletrões de valência( eletrões do último nível de energia) não está totalmente preenchido, logo tem tendência a ganhar 2 eletrões ficando um ião negativo(anião).

A Tabela Periódica

A tabela periódica tem 118 elementos, 90 naturais e 28 artificiais.

Os elementos da tabela periódica estão organizados por ordem crescente do seu número atómico. A tabela periódica está formada por grupos, colunas verticais e períodos, linhas horizontais.

Há 18 grupos e 7 períodos na tabela periódica atual. O algarismo das unidades do número do grupo corresponde ao número de eletrões de valência que cada elemento químico desse grupo tem. O número do período corresponde aos níveis de energia que os átomos desse período têm. Os elementos do mesmo grupo são tanto maiores quanto maior for o seu número atómico e os átomos de um período são menores quando o número atómico é maior.

 Os grupos são constituídos por elementos com propriedades químicas semelhantes. Alguns têm nome:

• Grupo 1- grupo dos metais alcalinos
• Grupo 2- grupo dos metais alcalino-terrosos
• Grupo 17-  grupo dos halogénios
• Grupo 18- grupo dos gases nobres

 Os elementos localizados no lado esquerdo da tabela chamam-se elementos metálicos e os do lado direito chamam-se não metálicos.São exemplos de metálicos o Lítio, o Sódio e o Magnésio. São exemplos de não metálicos o Carbono, o Oxigénio e o Enxofre.

Entre os metálicos e os não metálicos estão os semi-metálicos. São exemplos de semi-metálicos o Boro, o Silício e o Polónio.

Ligação Química

A ligação atómica é a ligação de átomos para formar moléculas.

Uma molécula simples são átomos do mesmo elemento químico e uma molécula composta são de diferentes elementos químicos.

As moléculas são classificadas quanto ao número de átomos:

• diatómicas- 2 átomos
• triatómicas- 3 átomos
• tetraatómicas- 4 átomos
• poliatómicas- mais de 4 átomos

Os eletrões de valência são os responsáveis pelas ligações químicas.

A ligação covalente consiste na partilha de pares de eletrões de valência.

Existem 3 tipos de ligações covalentes:

• ligação covalente simples- é simbolizado por um traço e é quando há a compartilha de um par de eletrões por dois átomos;
• legação covalente dupla- é simbolizadoa por dois traços e é quando há a compartilha de dois pares de eletrões por dois átomos.
• ligação covalente tripla- é simbolizada por três traços e é quando há a compartilha de três pares de átomos por dois átomos.

A Notação de Lewis é feita:

• 1º representa-se separadamente os átomos
• 2º representa-se os átomos unidos com os pares de eletrões compartilhados por pontos e cruzes
• 3º os eletrões compartilhados são necessários para que cada um dos átomos fique com o número máximo de eletrões de valência

A ligação iónica é a atração entre iões posotivos e negativos. Os iões resultam da transferência de eletrões de átomos com tendência a libertar eletrões para átomos com tendência a captá-los.

A ligação metálica é a atração entre iões positivos e eletrões livres.

                                             Modelo atómico

O que é?

O modelo atómico é o modelo que se usa para representar o átomo. Nos dias de hoje existem 4 modelos aceites para definir a representação do átomo:

• Modelo de mecânica quântica
• Modelo da mecânica ondulatória
• Modelo orbital
• Nuvem eletrónica

Evolução do modelo atómico

Sempre quer não se consegue ver algo, mas sabe-se que existe, tenta-se imaginar como será, assim como os átomos. Os cientistas foram criando imagens de átomos baseadas nas observações das experiências que iam realizando.

Existem vários modelos atómicos diferentes e de senhores diferentes, como o modelo atómico de Dalton que os átomos eram esferas indivisíveis e indestrutíveis, como o de Bohr que se pensava que os electrões movem-se à volta do núcleo em órbitas circulares, a cada órbita corresponde um determinado valor de energia e que os electrões com mais energia movem-se em órbitas mais afastadas do núcleo e os que têm menos energia movem-se em órbitas mas próximas do núcleo. 

Luz

A luz propaga-se em linha reta e radialmente em todas as direções num meio onde a luz se propaga com  a mesma velocidade em todas as direções. Cada uma das direções em linha reta da qual se propaga a luz chama-se raio luminoso e ao conjunto de raios luminosos provenientes de uma mema fonte dá-se o nome de feixe luminoso.

Existem sinais luminosos que servem para dar a informação de algo.

A reflexão da luz é a mudança de direção ou de sentido que acontece quando os raios luminosos incidem em certas superfícies, continuando a luz a propagar-se no mesmo meio.

A refração da luz ocorre quando a luz passa de um meio ótico para outro, onde a velocidade de propagação é diferente.

Triângulo de visão

O triângulo de visão é quando uma fonte luminosa emite luz para um objeto não luminoso onde a luz é refletida e depois entra no olho da pessoa fazendo com que essa pessoa veja o objeto.

Espelhos

Os espelhos podem ser convexos e côncavos. Nos espelhos convexos, a superfície polida é a parte exterior de uma superfície esféria. Os espelhos côncavos são os que têm a superfície polida com a parte interior de uma superfície esférica.

Reflexão total

Quando a luz passa de um meio onde a velocidade é menor do que onde a velocidade é maior, o raio refratado afasta-se da normal. A reflexão total ocorre quando o ângulo de incidência for superior ao ângulo limite que deixa de haver refração e toda a luz que incide na superfície de separação dos meios é refletida.

Lentes

As lentes são corpos transparentes de vidro ou de plástico tratado, limitados por uma ou duas superfícies curvas. Existem dois tipos de lentes:

• convergentes ou de bordos delgados- têm bordos delgados e maior espessura no centro, o que faz convergir os raios de luz paralelosao eixo principal para um ponto único    que é o foco principal(real).
• divergentes ou de bordos largos- possuem bordos mais espessos do que o centro, fazendo divergir os raios de luz paralelos a eixo principal, de modo que o prolongamento dos raios refratados para trás da lente se encontram num ponto que é o foco principal(virtual).

Das lentes convergentes e divergentes, é possível investigar-se as características das imagens obtidas. Quando não é observada no alvo, a imagem é virtual quando é observada a imagem é real.

Constituição do olho

O olho tem uma forma aproximadamente esférica, cujo interior se encontra com humor aquoso e humor vítreo.

O lobo ocular está revestido pela esclerótica de aspeto branco, opaco e duro e pela córnea, de aspeto transparente.

A íris é constituída por um anel de músculos que controlam a abertura da pupila e a sua cor varia de pessoa para pessoa.

A pupila é uma abertura circular negra. Atrás desta encontra-se o cristalino que foca os objetos.

A retina é uma membrana onde se situam as células sensíveis à luz, que atuam como película onde se formam as imagens. Esta está ligada ao nervo ótico, que comunica com o cérebro.

A visão pode ter 4 tipos de defeitos que são:

• A miopia- vê-se mal ao longe e bem ao perto
• A hipermetropia- vê-se mal ao perto e bem ao longe
• O astigmatismo- foca-se mal os objetos
• A presbiopia- têm-se a "vista cansada"

Arco-Íris

O arco-íris tem 7 cores(vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta) e forma-se quando hà sol e chuva ao mesmo tempo.

Quando a luz solar incide numa gota de água refrata-se, depois bate noutra parede da gota e reflete-se e depois volta a sofrer refração para sair da gota.

Espectro da luz branca

O feixe de luz branca é constituído por mais de uma radiação monocromática. Este, quando passa do ar para o interior de um meio transparente, como uma gota de água ou um prisma, refrata-se.

Cada uma das radiações propaga-se a velocidades diferentes e cada radiação sofre refração com ângulos diferentes, separando as outras. Depois isto forma-se uma banda contínua com as sete cores. Este fenómeno chama-se dispersão da luz branca. Ao mandar desse meio para o ar, as radiações refratam-se outra vez.

Cores e luz

As cores primárias da luz são o verde, o azul e o vermelho.

A sobreposição de duas cores primárias da luz origina uma cor secundária:

• verde + azul=ciano
• verde + vermelho=amarelo
• vermelho + azul=magenta

Os materiais opacos são os que não deixam que a luz os atravesse, absorvendo ou refletindo, total ou parcialmente, todas as radiações que recebem.

Os objetos pretos e opacos aborvem todas as radiações do espetro da luz branca. Os objetos brancos e opacos refletem todas as radiações do espetro da luz branca.

Os objetos que apresentam outras cores absorvem seletivamente algumas radiações e refletem outras, como por exemplo:

• um cravo vermelho absorve preferencialmente luz ciano.
• uma rosa que absorve preferencialmente luz azul apresenta-se amarela.

Se o cravo ou a rosa forem iluminados por radiações de outras cores, podem ficar de outra cor.

Os objetos transparentes são os que deixam que a luz os atravesse, absorvendo algumas radiações e transmitindo outras.

Se colocarmos um líquido magenta dentro de uma garrafa de vidro verde, este absorve todas as radiações, à exceção da verde, que transmite o líquido. O líquido como é magenta, absorve toda a radiação verde e como absorve toda a radiação, o líquido dentro da garrafa fica preto.   

 

Som

Os sons podem ser produzidos por fontes das cordas vocais dos seres humanos, passando pelos instrumentos musicais.

Os sons são produzidos por vibrações, como por exemplo a régua só produz som quando está a ter uma oscilação.

A altura do som é classificada em sons agudos(altos ou finos) e graves(baixos ou graves). Quanto maior for a altura do som maior a frequência.

A intensidade do som é classificada em sons fortes e fracos.

Onda sonora

A vibração de uma fonte sonora está associada à energia de movimento.

A vibração do som transmite-se através de um meio material até aos ouvidos, onde é percepcionada. A transmissão das vibrações provoca a aproximação das partículas em determinadas zonas e o seu afastamento noutras. As zonas onde se aproximam chamam-se cristas e as ondas onde se afastam chamam--se vales. 

Propagação do som

O som é uma onda mecânica que necessita de um meio material para se propagar. A velocidade de propagação difere consoante o meio de propagação do som. Posto isto a propagação das ondas sonoras é mais rápida nos sólidos do que nos líquidos e mais rápida nos líquidos do que nos gases.
A velocidade de propagação do som depende do estado físico do meio e de outros fatores como a densidade ou a elasticidade do material. Há materiais que são utilizados como isolantes, porque as suas partículas vibram com dificuldade, absorvendo a energia da onda sonora como por exemplo a cortiça e a alcatifa.

Como é que ouvimos o som?

Para conseguirmos ouvir um som, é preciso que o som seja produzido pela fonte sonora, que a onda se propague num determinado meio e que chegue ao nosso ouvido.

O ouvido externo capta as vibrações sonoras e estas são transmitidas ao ouvido médio, onde as amplifica e envia ao ouvido interno. A propagação das ondas no líquido do ouvido interno origina impulsos elétricos que são mandados ao cérebro. No cérebro, estes impulsos são descodificados e transformados em sons.