CEC-203

Campo elétrico

Em geral, os fenômenos físicos acontecem numa certa região do espaço. Essa região é chamada de campo. As grandezas físicas que darão origem aos campos recebem o nome de fontes de campos. Por exemplo, um corpo que possui quantidade de massa gera um campo do tipo gravitacional,cuja fonte é a quantidade de massa do corpo. Já em corpos eletrizados, o campo que é levado em consideração é o campo elétrico, que tem como fonte a quantidade de carga elétrica. O campo elétrico varia com o inverso do quadrado da distância entre as cargas. Quando o campo elétrico numa região tiver mesma intensidade, direção e sentido, as linhas de força estarão igualmente espaçadas, além de terem mesma direção e sentido. Este é o campo elétrico uniforme (CEU). Geralmente eles ocorrem entre duas superfícies planas condutoras. Um exemplo de campo elétrico uniforme é aquele formado no interior da nuvem ou entre a base da nuvem e o solo, momentos antes de acontecer uma tempestade. O campo elétrico é uma grandeza medida em Newton por Coulomb (N/C) no Sistema Internacional de unidades. Também é utilizada uma medida equivalente, o Volt por metro (V/m).

http://www.ufpa.br/ccen/fisica/aplicada/campo.htm

Gabriel Chaves
turma: 203

Capacitores:

O capacitor se parece um pouco com uma bateria. Embora funcionem de maneira totalmente diferente, tanto os capacitores como as baterias armazenam energia elétrica
A energia armazenada em um capacitor é igual ao trabalho feito para carregá-lo. Considere um capacitor com capacitância C, com uma carga +q em uma placa e -q na outra. Movendo um pequeno elemento de carga dq de uma placa para a outra contra a diferença de potencial V = q/C necessita de um trabalho dW. Nós podemos descobrir a energia armazenada em um capacitor integrando essa equação. Começando com um capacitor descarregado (q=0) e movendo carga de uma placa para a outra até que as placas tenham carga +Q e -Q, necessita de um trabalho W:
Como o capacitor produz um campo elétrico entre suas placas, ter acumulação de energia num capacitor é equivalente a ter acumulação de energia num campo elétrico.
Suponha que um capacitor, com capacitância C, contenha uma certa carga q, e suas placas estejam a uma diferença de potencial V. Para transferir uma carga dq de uma placa para outra, é necessário realizar um trabalho.

Julio
Turma:203

http://pt.wikipedia.org/wiki/Capacitor
http://eletronicos.hsw.uol.com.br/capacitor.htm
http://www.if.ufrgs.br/tex/fis142/mod05/m_s08.html

Uma empresa israelense está conduzindo testes em humanos de um dispositivo que utiliza campos elétricos de baixa intensidade para destruir células cancerígenas sem afetar as células normais.

A terapia de campo elétrico foi desenvolvida por Yoram Palti, um fisiologista do Instituto de Tecnologia de Israel, que criou a empresa NovoCure para comercializar o tratamento. Os campos elétricos de Yoram explodem células em divisão e não tem impacto em tecido normal. O comprimento do campo elétrico gerado pelo dispositivo ataca apenas células que está se dividindo. Já que as células normais dividem-se a uma taxa muito mais lenta que as cancerígenas, os campos elétricos afetam apenas estas. “O calcanhar de Aquiles das células cancerígenas é o fato de elas terem que se dividir”, disse Herbert Engelhard, chefe do departamento de neuro-oncologia na Universidade de Illinois, Chicago (EUA).

Pacientes dos testes clínicos do glioblastoma usam o dispositivo quase sempre, carregando os componentes necessários em uma maleta. Um fio emerge dela e conecta-se a eletrodos adesivos que cobrem a cabeça. Campos elétricos alternados passam través do crânio até o cérebro. O FDA que regula este tipo de teste nos EUA aprovou o dispositivo para o último estágio dos testes clínicos contra glioblastoma depois de promissores resultados de um estudo em 10 pacientes, cujo um deles recuperou-se completamente.

bibliografia:

http://tc.ciadocha.com/noticia_detalhe.asp?cod=5985

Roberta Antunes
turma : 203

Uma equipe de pesquisadores norte-americanos e alemães, demonstrou um novo mecanismo eletromecânico em nanoescala para emissão de campo que poderá levar a uma nova classe de telas planas de baixíssimo consumo de energia.

A emissão de campo é o processo no qual os elétrons se afunilam e passam através de uma barreira na presença de um forte campo elétrico. Esse processo de tunelamento quântico é um importante mecanismo para barreiras extremamente finas, como as que existem nas junções metal-semicondutor nos componentes eletrônicos.

O componente consiste em uma "ilha" com uma nanopartícula de ouro no topo que é capaz de oscilar mecanicamente entre dois eletrodos. Os eletrodos, um de cada lado da ilha, fazem a recarga e a detecção da emissão de corrente. Além disso, segundo o artigo publicado na revista Physical Review Letters, o aparato não precisa estar em baixas temperaturas, como em outras experiências do mesmo tipo já apresentadas.

"A emissão de campo a partir de pontas microscópicas tem sido uma ferramenta fundamental da física experimental por décadas, e os emissores em nanoescala estão sendo objeto de intensa pesquisa," explica Robert Blick, um dos autores do artigo. "[...]nosso pêndulo nanomecânico mostra um novo comportamento já em baixas voltagens."

Os cientistas agora querem ir mais a fundo e controlar a emissão de campo, fazendo com que os elétrons fluam ordenadamente, um de cada vez. Desta forma, eles poderão chegar ao extremo da miniaturização e ao consumo mínimo de energia, quando os componentes eletrônicos funcionarão a partir de correntes elétricas criadas por elétrons individuais.

Malu Correia - 203

=>Introdução - conceitos:
Campo elétrico e o campo de força provocado por cargas elétricas ou por um sistema de cargas, que estão sujeitas a uma força elétrica. Em geral ocorrendo em uma certa região do espaço, chamado de campo elétrico. As grandezas físicas que dão origem aos campos , são chamadas de fontes do campo. Em corpos eletrizados, o campo que é considerado é o elétrico que tem como fonte a carga elétrica. Do ponto de vista físico, o campo elétrico varia com o inverso do quadrado das distancias entre as cargas. O campo elétrico é uniforme, quando numa região ocorrer a mesma, intensidade direção e sentido das linhas de força que estarão espaçadas igualmente. Um campo elétrico pode ser formado no interior das nuvens, entre nuvens, solo e etc. a medida física do campo elétrico ocorre em: Newton (N) ou Coulomb ( C) ou volt/m.
=>Aplicação tecnológica do campo elétrico:
O conhecimento do funcionamento dos campos elétricos geram diversas aplicações na área tecnológica, assim a engenharia, a medicina, o meio ambiente, a informática, entre outros, conhecem os benefícios gerados pela tecnologia que se valem do campo elétrico.
=>Os exemplos são muitos:
Sabemos que o corpo humano é capaz de gerar campos elétricos e que o nosso coração é capaz de gerar correntes elétricas que percorrem o tecido muscular do coração resultando em seu funcionamento. Toda corrente elétrica gera um campo elétrico e uma grandeza vetorial que pode ser captado por aparelhos e transformados em traçados. Esse aparelho que capta e analisa o campo elétrico gerado no coração é o eletrocardiograma, aparelho amplamente utilizado na medicina.
Outro beneficio do campo elétrico para a medicina e a pesquisa biológica e a eletroforese, esse equipamento e capaz de separar moléculas muito pequenas , ou submete -lãs a um campo elétrico. Esse equipamento e amplamente utilizado na analise do sangue com diversas aplicações. Muitos outros equipamentos tecnológicos utilizam o campo elétrico na atividade medica. E uma das mais recentes é a ressonância magnética, que usa campos eletromagnéticos na produção de imagens para o diagnostico de varias doenças.
Outra aplicação tecnológica esta no vasto uso de capacitores. Os capacita dores são dispositivos capazes de armazenar cargas elétricas. O capacitor plano é feito por duas placas planas paralelas com dois terminais. O fato das duas placas serem paralelas faz com que se forme entre elas um CEU. Uma aplicação pratica dos capacitores é o FLASH de uma maquina fotográfica. Os capacitores nesse caso, acumulam energia em campo elétrico para fazer o FLASH disparar. Outras aplicações praticas do campo elétrico são as foto copiadoras, dispositivos de despoluição do ar e para raios.
curiosidade:
A observação que o corpo elétrico humano e capaz de gerar campos elétricos permite o desenvolvimento de uma tecnologia que poderá permitir que o nosso corpo faça parte integrante de uma rede de informática. humam área network que através da tecnologia chamada de ‘’ red tacton’’ utiliza o campo elétrico formado no corpo humano como um ‘meio’ de transmissão rápida e segura utilizando-se de um dispositivo transmissor/receptor red tacton. Assim 2 corpos e 2 computadores poderiam trocar informações através do campo elétrico do corpo dos usuários.

=>Baseado no site:
http://pt.wikipedia.org/wiki/P%C3%A1gina_principal

Ana Eliza P. de Mattos - 203

Um Capacitor ou Condensador é um componente que armazena energia num campo elétrico, acumulando um desequilíbrio interno de carga elétrica.
Os formatos típicos consistem em dois eletrodos ou placas que armazenam cargas opostas. Estas duas placas são condutoras e são separadas por um isolante ou por um dielétrico. A carga é armazenada na superfície das placas, no limite com o dielétrico. Devido ao fato de cada placa armazenar cargas iguais, porém opostas, a carga total no dispositivo é sempre zero.
Capacitores são comumente usados em fontes de energia onde elas suavizam a saída de uma onda retificada completa ou meia onda.
Por passarem sinais de Corrente Alternada mas bloquearem Corrente Contínua, capacitores são freqüentemente usados para separar componentes de AC e DC de um sinal. Este método é conhecido como acoplamento AC.
Capacitores também são usados na correção de fator de potência. Tais capacitores freqüentemente vêm como três capacitores conectados como uma carga de três fases. Geralmente, os valores desses capacitores não são dados pela sua capacitância, mas pela sua potência reativa em Volt Ampère reativos (VAr).

Bibliografia-
http://pt.wikipedia.org/wiki/Capacitor#Aplica.C3.A7.C3.B5es

Agatha Bertolotti-203

Link: http://www.fsc.ufsc.br

Em 1800, o conde Alessandro Volta inventou a pilha elétrica, ou bateria, logo transformada por outros pesquisadores em fonte de corrente elétrica de aplicação prática. Em 1820, André-Marie Ampère demonstrou as relações entre correntes paralelas e, em 1831, Michael Faraday fez descobertas que levaram ao desenvolvimento do dínamo, do motor elétrico e do transformador.

TRANSFORMADORES
Entre a usina hidrelétrica e nossas casas, existe a necessidade de utilizarmos transformadores. Isto porque são os fios que conduzem a energia elétrica e estes fios perdem energia de acordo com a lei Joule-Lenz Peri. Esta perda é proporcional ao quadrado da corrente. Para amenizarmos estas perdas temos que reduzir a intensidade da corrente.
Como a potência é proporcional à tensão e à corrente (P=V.i), podemos transmitir a mesma potência com alta tensão e corrente baixa.
O transformador é que realiza tais alterações.
O transformador é constituído de um enrolamento primário N1 e outro secundário N2 ligados por um núcleo de ferro, sendo que os enrolamentos devem estar separados um do outro.
Quando o enrolamento primário é ligado a um circuito de corrente alternada, esta corrente cria um campo magnético proporcional a ela própria e ao número de voltas do enrolamento. Como a corrente é alternada aparece um fluxo da variação deste campo na região do secundário que induz um campo elétrico, de forma que, quanto maior for o fluxo dessa variação, maior a intensidade do campo elétrico induzido em cada espira. A tensão no secundário é então proporcional ao campo elétrico induzido e ao número de voltas do enrolamento.
Nos transformadores elevadores o N2 tem número maior que N1, mas em N2 o diâmetro do fio é menor pois a corrente tem que ser menor. O contrário vale para o transformador rebaixador.
O núcleo fechado de ferro tem a função de aumentar e concentrar o fluxo deste campo magnético de forma a induzir no secundário uma corrente elétrica alternada e de mesma freqüência.
Importante é ressaltar que o rendimento de um transformador é da ordem de 98%.

> Filtro de Chaminé

EXPERIÊNCIA:

Precipitadores eletrostáticos:
(Eliminador de poeira e fumaça)

Objetivo:
Tema para combate á poluição devida ás chaminés industriais. Emissão de íons e eletrização.

Material:
Erlenmeyer;
rolha com dois furos;
tubo de vidro em L;
haste metálica;
tubo de vidro tirado de lâmpada fluorescente;
fio de cobre grosso e fio de cobre mais fino;
gerador de alta tensão (Van de Graaff ou equivalente para 5 000 a 15 000 VCC);
rolhas etc.

Nessas experimentações, você observará bem o fenômeno da atração por indução ou influência.

a) Monte o dispositivo como o esquematizado á esquerda na ilustração acima, usando de um frasco de vidro (erlenmeyer), rolha com dois orifícios, uma haste metálica terminada por uma esfera metálica e um tubo recurvado.
Procedimento: Injete fumaça de cigarro (ou a fumaça proveniente de uma vareta de incenso acesa) pelo tubo recurvado e aproxime a esfera da cúpula do gerador eletrostático de Van de Graaff. De imediato, você observará a fumaça desaparecer.

Por quê?
Cada partícula de fumaça sofre o fenômeno de indução eletrostática, devido às cargas acumuladas na haste (também por indução eletrostática) e é atraída por ela, aderindo no metal. O frasco fica limpo e transparente. Uma boa técnica para minimizar a poluição. Leia sobre isso. Comprove seu uso em chaminés de indústrias para combater a poluição.

Uma variante dessa montagem pode ser feita usando uma garrafa PET de 1 ou 2 litros, com 2 furos na própria tampa.

b) Um segundo modelo, usando outro tipo de gerador de alta tensão (bobina de Rumkorff ou de Tesla, por exemplo, com o devido diodo retificador de corrente), é apresentado acima, á direita. O tubo de vidro é obtido a partir de uma lâmpada fluorescente de 20 W, na qual foram 'quebradas' suas duas extremidades (por técnica já várias vezes mencionadas) e inseridas rolhas após a limpeza interna do tubo com areia grossa. Da fonte de alta tensão retificada saem dois fios; um é conectado ao fio de cobre grosso que passa por dentro do tubo e o outro é conectado a um fio de cobre mais fino que é enrolado na face externa do tubo de vidro.
Sempre é conveniente substituir o cigarro pela fumaça proveniente de varetas de incenso.

Equipamentos comerciais
Normalmente os precipitadores eletrostáticos comerciais são compostos de duas seções: uma seção ionizadora (onde se liga um dos terminais do gerador de alta tensão) e outra seção coletora (o outro terminal de alta tensão). A seção eletrizada, mediante emissão de íons, transfere carga eletrostática positiva às partículas de pó e de fumaça existentes no fluxo de ar de entrada. Essas partículas carregadas positivamente são 'aspiradas' e obrigadas a entrar numa região de campo elétrico originado pelas placas metálicas coletoras, para as quais são atraídas. Ar isento de partículas retorna ao fluxo de ar no sistema.

Os 'limpadores eletrônicos de ar' mantêm uma eficiência relativamente alta para partículas na faixa de 0,01 a 1 mícron. Devido ao funcionamento 'em aberto', nesse processo de duas células separadas, uma baixa pressão é desenvolvida na região de fluxo de alta velocidade e, por isso, o ventilador/aspirador não precisa ser de elevada potência, o que se traduz por economia de energia elétrica. Ventilador de pouca potência também produz menor ruído, resultando em operação mais silenciosa. Os filtros onde as partículas são depositadas podem ser removidos, lavados ou substituídos, após certo tempo de funcionamento.

'A atração de partículas poluentes que passam pelo filtro eletrostático de duas placas paralelas -- no qual uma delas se encontra aterrada , enquanto outra é mantida a um potencial elétrico dezenas de milhares de volts acima do potencial elétrico da Terra -- se deve à ação do campo elétrico existente no filtro que retira elétrons dessas impurezas.'

Tábata - 203

=> http://www.feiradeciencias.com.br/sala11/11_30.asp
=> http://72.14.205.104/search?q=cache:1d1JXTHZ2AMJ:www.vestibular.ufba.br/anteriores/2006/provas/Cad1et1-2006.pdf+filtro+de+chamin%C3%A9+campo+el%C3%A9trico&hl=pt-BR&ct=clnk&cd=4&gl=br&lr=lang_pt

Aplicações tecnológicas de Campo Elétrico -Acelerador de Partículas

Aceleradores de partículas são equipamentos que fornecem energia a feixes de partículas subatômicas eletricamente carregadas,posssibilitando a concentração de energia em pequeno volume,em posiçoes arbitradas e controladas de forma precisa.Estes existem nas televisões (Os tubos de raios cátodos (CRT) de qualquer TV ou monitor de computador é, na verdade, um acelerador de partículas) e geradores de raios-X, na produção de isótopos radioativos, na radioterapia do câncer, na radiografia de alta potência para uso industrial e na polimerização de plásticos.O acelerador de partículas é um instrumento essencialmente construído utilizando uma fonte de partículas carregadas expostas a campos elétricos que as aceleram. Após a aceleração passam em seguida por um campo magnético que as desvia de suas trajetórias focalizando-as e controlando as direções(defletindo-as).

Bibliografia

=>http://pt.wikipedia.org/wiki/Acelerador_de_part%C3%ADculas
=>http://ciencia.hsw.uol.com.br/aceleradores-de-particulas2.htm

Henrique 203

Aplicação Tecnológica do Campo Elétrico

Pode ser observado o uso do campo elétrico em dispositivos eletrônicos no funcionamento de um fotocopiadora.
utilizam o princípio de fotocondutividade (algumas substâncias que são relativamente resistentes à passagem de uma corrente elétrica e se convertem em substâncias mais condutoras quando expostas à luz).
Fotocopiar o reflexo de uma imagem original implica eliminar seletivamente uma carga elétrica de um tambor fotocondutor a fim de recriar a imagem como um padrão de cargas. Para imprimir a imagem gravada, aplica-se o princípio de atração de cargas opostas.
acende-se uma lâmpada, que varre todo o documento a ser copiado. A imagem é projetada por meio de espelhos e lentes sobre a superfície de um tambor fotossensível, que é um cilindro de alumínio revestido de um material fotocondutor.
Os fotocondutores são materiais com propriedade isolante no escuro. Mas, quando expostos à luz, são condutores. Assim, quando a imagem refletida nos espelhos chega ao tambor, as cargas superficiais do cilindro se alteram: as áreas claras do documento eliminam as cargas elétricas que estão sobre a superfície do cilindro e as áreas escuras as preservam. Forma-se, então, uma imagem latente, que ainda precisa ser revelada. Para isso, o cilindro é revestido pelo toner, que adere à imagem latente formada sobre o tambor. Em seguida, toda a imagem passa para as fibras do papel, através de pressão e calor.
Nos dias de hoje, a imagem latente é formada no cilindro com o uso de raios laser ou diodos emissores de luz (LEDs), no processo chamado de digital, semelhante às impressoras a laser.

Bibliografia:
=>http://br.geocities.com/saladefisica7/funciona/xerox.htm (ilustração do funcionamento no site);
=>http://pt.wikipedia.org/wiki/Fotocopiadora.

Caio Lima
Truma 203