Fundamentos de Eletromagnetismo e Resistividade

Resistência em função da temperatura:

A variação da resistência em função da temperatura ocorre somente para metais. Para isolantes, a resistência é inversamente proporcional à temperatura.

Modelo de Drude da Resistividade II

Neste modelo, os elétrons se comportam como partículas de um gás. O movimento dos elétrons produz um efeito térmico resultante do atrito dos mesmos com a estrutura atômica.

Condutores possuem elétrons livres e isolantes não possuem.

Semicondutores Intrínsecos: são átomos com 4 elétrons de valência.

Materiais Extrínsecos: são semicondutores com impurezas.

Dopagem (Adição de Impurezas) Tipo N

Supercondutores (Propriedades)

• Resistividade nula;
• Portadores de carga são pares de elétrons (BCS);
• Os campos magnéticos são nulos;
• 100% refletivos a grandes comprimentos de onda da luz.

Baterias: armazenam energia de forma química; ocorre a potencial constante.

Resistências: dissipam energia sob a forma de luz e calor, e sua função é limitar a corrente.

Resistividade (Ω·m): propriedade de todos os materiais.

Condutividade: é o inverso da resistividade.

Resistências em série: a corrente será a mesma em todos.

Resistores em paralelo: a queda de potencial é a mesma, a corrente se adiciona.

Campo Magnético

As linhas de campo magnético sempre formam anéis fechados, saem do norte para o sul magnético; as linhas de campo nunca se cruzam. O polo norte magnético situa-se próximo ao polo sul geográfico. Se a partícula não se move, não existe força; a força é sempre perpendicular ao campo e à velocidade, não produzindo trabalho. Como a força produzida pelo campo magnético é sempre perpendicular à direção do movimento, a partícula move-se em movimento circular.

Efeito Hall: os elétrons dentro de um condutor ou semicondutor também sofrem o efeito de um campo magnético externo.

Paramagnetismo: possuem momento magnético atômico permanente.

Diamagnetismo: não possuem momento magnético atômico.

Ferromagnetismo: fortes momentos atômicos ordenados.

Confinamento Magnético

A garrafa magnética é o confinamento mais efetivo; é uma conformação de campo magnético que pode ser obtida pela utilização de duas bobinas de correntes paralelas. Nos gargalos da garrafa, o campo é mais intenso.

Solenoide: é um eletroímã muito comum. As linhas de campo no interior do solenoide são praticamente paralelas.

Toroide: é um eletroímã em forma de rosquinha; as linhas de campo são paralelas, seguindo a simetria das espiras, desta vez de forma circular.

Força entre Correntes Paralelas

Dois condutores paralelos percorridos por correntes se atraem ou se repelem, dependendo do sentido das correntes. As forças serão sempre opostas. Se as correntes tiverem o mesmo sentido, os condutores se atraem.

Força entre condutores: os condutores se atraem se tiverem correntes de mesma direção; quando as correntes são opostas, tendem a se afastar.

Lei de Gauss para o Magnetismo

Devido à inexistência de monopolos magnéticos, a lei equivalente para o campo magnético será:

A conclusão desta lei é que as linhas de campo magnético devem ser, sempre, espiras fechadas em si, formando espiras completas.