Aula 3 - 212MC - Fusível e chave automática

Aula 3 – Física – 2º Ano Ensino Médio - Texto 3: Fusível e chave automática

Esses dispositivos são usados para impedir que a corrente elétrica em um circuito

ou em um aparelho, ultrapasse um certo valor, que poderia causar aquecimento excessi

vo e, assim, provocar danos indesejáveis. Os fusíveis são usados em automóveis, em aparelhos e

lé

tricos e nos circuitos de algumas residências. Eles são constituídos por um filamento metálico (figura 9

-83) que se aquece e se funde quando a corrente ultrapassa um certo valor (próprio de cada fusível), interrompendo sua passagem. Em nossos dias, principalmente nas residências, os fusíveis estão sendo substituídos por chaves automáticas. Essas chaves consistem basicamente de uma lâmina bimetálica (analisada no capítulo 7) que, ao ser aquecida em virtude do efeito Joule, se curva e interrompe o circuito (alguns tipos de chave automática se baseiam em efeitos magnéticos).

Fig. 9-83 – O filamento de um fusível é projetado para se fundir quando a corrente através dele ultrapassa um certo valor (especificado, no dispositivo, pelo fabricante)

O que é um curto-circuito

Em funcionamento normal, uma lâmpada ligada a uma tomada (figura 9-84) recebe uma corrente elétrica que passa pelo circuito ABCDEF. Se por um motivo qualquer (por exemplo, desgaste do encapamento dos fios), entretanto, houver um contato elétrico entre dois pontos do circuito, como os pontos B e E na figura, uma nova corrente elétrica será estabelecida, passando toda ela apenas pelo circuito ABEF (nenhuma corrente passará pela lâmpada). Como esse circuito é constituído apenas por fios de ligação, sua resistência é praticamente nula e, então, a intensidade da corrente nele torna-se muito elevada. Em virtude do efeito Joule, há um considerável aumento de temperatura nesses fios, que pode provocar efeitos desastrosos se não houver uma proteção adequada (fusível ou chave automática)

Fig 9-84 Na figura está ocorrendo um curto-circuito em virtude do contato entre os pontos B e E.

Quando isso ocorre, dizemos que está havendo um curto-circuito nos pontos B e E. A origem dessa expressão está no fato de que, havendo o contato descrito, a corrente passa por um circuito (ABEF) menor que o circuito original (ABCDEF). Por extensão, toda vez que dois pontos de um circuito qualquer são ligados por um fio de resistência nula, dizemos que estamos estabelecendo um curto-circuito entre esses pontos.

Após a leitura do texto e discussão com o grupo, responda as questões:

Nome:

Nº:

Turma:

1)Analise a figura 9-84 e explique por que dizemos que ali ocorreu um curto-circuito.

2)Explique por que um fusível ou uma chave automática evitam os efeitos desastrosos de um curto-circuito?

Aula 3 - 212MB - Fusível e chave automática

Aula 3 – Física – 2º Ano Ensino Médio - Texto 3: Fusível e chave automática

Esses dispositivos são usados para impedir que a corrente elétrica em um circuito

ou em um aparelho, ultrapasse um certo valor, que poderia causar aquecimento excessi

vo e, assim, provocar danos indesejáveis. Os fusíveis são usados em automóveis, em aparelhos e

lé

tricos e nos circuitos de algumas residências. Eles são constituídos por um filamento metálico (figura 9

-83) que se aquece e se funde quando a corrente ultrapassa um certo valor (próprio de cada fusível), interrompendo sua passagem. Em nossos dias, principalmente nas residências, os fusíveis estão sendo substituídos por chaves automáticas. Essas chaves consistem basicamente de uma lâmina bimetálica (analisada no capítulo 7) que, ao ser aquecida em virtude do efeito Joule, se curva e interrompe o circuito (alguns tipos de chave automática se baseiam em efeitos magnéticos).

Fig. 9-83 – O filamento de um fusível é projetado para se fundir quando a corrente através dele ultrapassa um certo valor (especificado, no dispositivo, pelo fabricante)

O que é um curto-circuito

Em funcionamento normal, uma lâmpada ligada a uma tomada (figura 9-84) recebe uma corrente elétrica que passa pelo circuito ABCDEF. Se por um motivo qualquer (por exemplo, desgaste do encapamento dos fios), entretanto, houver um contato elétrico entre dois pontos do circuito, como os pontos B e E na figura, uma nova corrente elétrica será estabelecida, passando toda ela apenas pelo circuito ABEF (nenhuma corrente passará pela lâmpada). Como esse circuito é constituído apenas por fios de ligação, sua resistência é praticamente nula e, então, a intensidade da corrente nele torna-se muito elevada. Em virtude do efeito Joule, há um considerável aumento de temperatura nesses fios, que pode provocar efeitos desastrosos se não houver uma proteção adequada (fusível ou chave automática)

Fig 9-84 Na figura está ocorrendo um curto-circuito em virtude do contato entre os pontos B e E.

Quando isso ocorre, dizemos que está havendo um curto-circuito nos pontos B e E. A origem dessa expressão está no fato de que, havendo o contato descrito, a corrente passa por um circuito (ABEF) menor que o circuito original (ABCDEF). Por extensão, toda vez que dois pontos de um circuito qualquer são ligados por um fio de resistência nula, dizemos que estamos estabelecendo um curto-circuito entre esses pontos.

Após a leitura do texto e discussão com o grupo, responda as questões:

Nome:

Nº:

Turma:

1)Analise a figura 9-84 e explique por que dizemos que ali ocorreu um curto-circuito.

2)Explique por que um fusível ou uma chave automática evitam os efeitos desastrosos de um curto-circuito?

Aula 3 - 212MA - Fusível e chave automática

Aula 3 – Física – 2º Ano Ensino Médio - Texto 3: Fusível e chave automática

Esses dispositivos são usados para impedir que a corrente elétrica em um circuito

ou em um aparelho, ultrapasse um certo valor, que poderia causar aquecimento excessi

vo e, assim, provocar danos indesejáveis. Os fusíveis são usados em automóveis, em aparelhos e

lé

tricos e nos circuitos de algumas residências. Eles são constituídos por um filamento metálico (figura 9

-83) que se aquece e se funde quando a corrente ultrapassa um certo valor (próprio de cada fusível), interrompendo sua passagem. Em nossos dias, principalmente nas residências, os fusíveis estão sendo substituídos por chaves automáticas. Essas chaves consistem basicamente de uma lâmina bimetálica (analisada no capítulo 7) que, ao ser aquecida em virtude do efeito Joule, se curva e interrompe o circuito (alguns tipos de chave automática se baseiam em efeitos magnéticos).

Fig. 9-83 – O filamento de um fusível é projetado para se fundir quando a corrente através dele ultrapassa um certo valor (especificado, no dispositivo, pelo fabricante)

O que é um curto-circuito

Em funcionamento normal, uma lâmpada ligada a uma tomada (figura 9-84) recebe uma corrente elétrica que passa pelo circuito ABCDEF. Se por um motivo qualquer (por exemplo, desgaste do encapamento dos fios), entretanto, houver um contato elétrico entre dois pontos do circuito, como os pontos B e E na figura, uma nova corrente elétrica será estabelecida, passando toda ela apenas pelo circuito ABEF (nenhuma corrente passará pela lâmpada). Como esse circuito é constituído apenas por fios de ligação, sua resistência é praticamente nula e, então, a intensidade da corrente nele torna-se muito elevada. Em virtude do efeito Joule, há um considerável aumento de temperatura nesses fios, que pode provocar efeitos desastrosos se não houver uma proteção adequada (fusível ou chave automática)

Fig 9-84 Na figura está ocorrendo um curto-circuito em virtude do contato entre os pontos B e E.

Quando isso ocorre, dizemos que está havendo um curto-circuito nos pontos B e E. A origem dessa expressão está no fato de que, havendo o contato descrito, a corrente passa por um circuito (ABEF) menor que o circuito original (ABCDEF). Por extensão, toda vez que dois pontos de um circuito qualquer são ligados por um fio de resistência nula, dizemos que estamos estabelecendo um curto-circuito entre esses pontos.

Após a leitura do texto e discussão com o grupo, responda as questões:

Nome:

Nº:

Turma:

1)Analise a figura 9-84 e explique por que dizemos que ali ocorreu um curto-circuito.

2)Explique por que um fusível ou uma chave automática evitam os efeitos desastrosos de um curto-circuito?

Aula 2 - 212MC - O que é supercondutividade?

Aula 2 – Física – 2º Ano Ensino Médio - Texto 2: O que é a supercondutividade?

Outro fator que influencia na resistência de um condutor é sua temperatura. Verifica-se, experimentalmente, que quando um fio metálico é aquecido, sua resistência elétrica torna-se mais elevada. Por exemplo: o filamento de tungstênio de uma lâmpada elétrica comum, apagada, tem uma resistência próxima 20 Ω. Quando ela está acesa e a temperatura de seu filamento atinge cerca de 2.500°C, sua resistência aumenta para aproximadamente 250 Ω.

Evidentemente, quando abaixamos a temperatura de um fio metálico, sua resistência torna-se menor. No início do século XX foi descoberto, pelos cientistas, um fato curioso e de grande importância: observou-se que quando a temperatura do metal se encontra nessa situação, dizemos que ele é um supercondutor. Por exemplo: verifica-se que o mercúrio torna-se supercondutor quando sua temperatura é reduzida para um valor inferior a 4 K.

A partir de 1987, cientistas de grandes laboratórios internacionais conseguiram obter um material cerâmico que se torna supercondutor a uma temperatura relativamente alta (cerca de 125K).

Tudo indica que o fenômeno da supercondutividade, em futuro próximo, venha a se constituir em uma extraordinária descoberta da ciência e da tecnologia modernas. Entre inúmeras aplicações desse fenômeno, mencionaremos a duas seguintes:

- a possibilidade de se constituírem linhas de transmissão de em energia elétrica com material supercondutor evitaria a perda de energia por aquecimento dos fios (como veremos na seção seguinte, em um supercondutor não há dissipação de calor porque sua resistência é nula ). Nas redes de transmissão atuais, cerca de 30% da energia produzida é dissipada em virtude desse aquecimento.

- quando um ímã permanente é abandonado a uma certa altura acima de um supercondutor, este exerce uma força de repulsão sobre o ímã, que permanece em levitação, sem tocar o material (figura 9-68). Essa propriedade pode ser aproveitada para a construção de trens de alta velocidade, que se deslocariam praticamente sem atrito, levitando a uma certa altura sobre trilhos (no Japão já foi construído um protótipo desse tipo de trem).

Após a leitura do texto e discussão com o grupo, responda as questões:

Nome:

Nº:

Turma:

1)Explique o que é a supercondutividade e em que condições alguns materiais se tornam supercondutores ?

2)Quais as duas aplicações possíveis da supercondutividade, citadas no texto?

Aula 2 - 212MB - O que é supercondutividade?

Aula 2 – Física – 2º Ano Ensino Médio - Texto 2: O que é a supercondutividade?

Outro fator que influencia na resistência de um condutor é sua temperatura. Verifica-se, experimentalmente, que quando um fio metálico é aquecido, sua resistência elétrica torna-se mais elevada. Por exemplo: o filamento de tungstênio de uma lâmpada elétrica comum, apagada, tem uma resistência próxima 20 Ω. Quando ela está acesa e a temperatura de seu filamento atinge cerca de 2.500°C, sua resistência aumenta para aproximadamente 250 Ω.

Evidentemente, quando abaixamos a temperatura de um fio metálico, sua resistência torna-se menor. No início do século XX foi descoberto, pelos cientistas, um fato curioso e de grande importância: observou-se que quando a temperatura do metal se encontra nessa situação, dizemos que ele é um supercondutor. Por exemplo: verifica-se que o mercúrio torna-se supercondutor quando sua temperatura é reduzida para um valor inferior a 4 K.

A partir de 1987, cientistas de grandes laboratórios internacionais conseguiram obter um material cerâmico que se torna supercondutor a uma temperatura relativamente alta (cerca de 125K).

Tudo indica que o fenômeno da supercondutividade, em futuro próximo, venha a se constituir em uma extraordinária descoberta da ciência e da tecnologia modernas. Entre inúmeras aplicações desse fenômeno, mencionaremos a duas seguintes:

- a possibilidade de se constituírem linhas de transmissão de em energia elétrica com material supercondutor evitaria a perda de energia por aquecimento dos fios (como veremos na seção seguinte, em um supercondutor não há dissipação de calor porque sua resistência é nula ). Nas redes de transmissão atuais, cerca de 30% da energia produzida é dissipada em virtude desse aquecimento.

- quando um ímã permanente é abandonado a uma certa altura acima de um supercondutor, este exerce uma força de repulsão sobre o ímã, que permanece em levitação, sem tocar o material (figura 9-68). Essa propriedade pode ser aproveitada para a construção de trens de alta velocidade, que se deslocariam praticamente sem atrito, levitando a uma certa altura sobre trilhos (no Japão já foi construído um protótipo desse tipo de trem).

Após a leitura do texto e discussão com o grupo, responda as questões:

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Turma:

1)Explique o que é a supercondutividade e em que condições alguns materiais se tornam supercondutores ?

2)Quais as duas aplicações possíveis da supercondutividade, citadas no texto?

Aula 2 - 212MA - O que é supercondutividade?

Aula 2 – Física – 2º Ano Ensino Médio - Texto 2: O que é a supercondutividade?

Outro fator que influencia na resistência de um condutor é sua temperatura. Verifica-se, experimentalmente, que quando um fio metálico é aquecido, sua resistência elétrica torna-se mais elevada. Por exemplo: o filamento de tungstênio de uma lâmpada elétrica comum, apagada, tem uma resistência próxima 20 Ω. Quando ela está acesa e a temperatura de seu filamento atinge cerca de 2.500°C, sua resistência aumenta para aproximadamente 250 Ω.

Evidentemente, quando abaixamos a temperatura de um fio metálico, sua resistência torna-se menor. No início do século XX foi descoberto, pelos cientistas, um fato curioso e de grande importância: observou-se que quando a temperatura do metal se encontra nessa situação, dizemos que ele é um supercondutor. Por exemplo: verifica-se que o mercúrio torna-se supercondutor quando sua temperatura é reduzida para um valor inferior a 4 K.

A partir de 1987, cientistas de grandes laboratórios internacionais conseguiram obter um material cerâmico que se torna supercondutor a uma temperatura relativamente alta (cerca de 125K).

Tudo indica que o fenômeno da supercondutividade, em futuro próximo, venha a se constituir em uma extraordinária descoberta da ciência e da tecnologia modernas. Entre inúmeras aplicações desse fenômeno, mencionaremos a duas seguintes:

- a possibilidade de se constituírem linhas de transmissão de em energia elétrica com material supercondutor evitaria a perda de energia por aquecimento dos fios (como veremos na seção seguinte, em um supercondutor não há dissipação de calor porque sua resistência é nula ). Nas redes de transmissão atuais, cerca de 30% da energia produzida é dissipada em virtude desse aquecimento.

- quando um ímã permanente é abandonado a uma certa altura acima de um supercondutor, este exerce uma força de repulsão sobre o ímã, que permanece em levitação, sem tocar o material (figura 9-68). Essa propriedade pode ser aproveitada para a construção de trens de alta velocidade, que se deslocariam praticamente sem atrito, levitando a uma certa altura sobre trilhos (no Japão já foi construído um protótipo desse tipo de trem).

Após a leitura do texto e discussão com o grupo, responda as questões:

Nome:

Nº:

Turma:

1)Explique o que é a supercondutividade e em que condições alguns materiais se tornam supercondutores ?

2)Quais as duas aplicações possíveis da supercondutividade, citadas no texto?