Grandezas das equações de Maxwell

Agora que já foram enunciadas as equações de Maxwell iremos proceder à explicação das grandezas que nelas figuram.

B - campo magnético (de indução)

E - campo eléctrico

ρ - densidade de carga

J - densidade de corrente eléctrica

Campo eléctrico - consiste numa grandeza física que aparece devido à atracção ou repulsão entre cargas eléctricas positivas e negativas. As cargas eléctricas são partículas ainda mais pequenas que os átomos e fazem parte da sua constituição. As cargas de sinal oposto atraem-se enquanto as cargas do mesmo sinal repelem-se. O sentido do campo eléctrico é dirigido das cargas positivas (+) para as negativas (-). Na figura demonstra-se um exemplo das linhas de campo de um campo eléctrico.

Densidade de carga - a unidade de carga eléctrica é o coulomb que representa a quantidade de cargas positivas ou negativas. A densidade de carga consiste na quantidade de cargas eléctricas por unidade de volume.

Densidade de corrente eléctrica - consiste numa grandeza com significado semelhante ao do campo eléctrico. A diferença é que esta grandeza só existe na presença de material condutor. A Lei de Ohm na sua forma mais primitiva relaciona a densidade de corrente com o campo eléctrico através da expressão J=σ.E. O seu sentido é, portanto, igual ao do campo eléctrico uma vez que σ é o valor da condutividade do material em questão. Apenas existe densidade de corrente quando existe um campo eléctrico aplicado no interior de um material condutor (metais com σ diferente de zero).

O campo magnético não será aqui explicado mas apenas referido como uma entidade física que se relaciona com o campo eléctrico.

Corrente e tensão eléctricas (Lei de Ohm)

Hoje em dia toda a gente está familiarizada com os termos corrente eléctrica e voltagem (tensão eléctrica). No entanto, uma pessoa que não esteja ligada à área de electrotecnia desconhece os seus significados físicos e matemáticos.

No tópico anterior referiu-se o significado da grandeza Densidade de Corrente. A corrente eléctrica ou intensidade de corrente não é mais do que a densidade de corrente segundo uma secção plana de um condutor como mostra a figura. Na figura encontram-se representadas duas secções do condutor, Sa e Sb, nas quais se mede o mesmo valor da corrente eléctrica.

Ao longo do mesmo condutor a corrente eléctrica é constante seja qual for a secção. A corrente eléctrica também pode ser entendida como o movimento de electrões ao longo do condutor.

A tensão eléctrica (mais conhecida por voltagem, apesar do termo correcto ser tensão) consiste no campo eléctrico aplicado segundo um caminho entre dois pontos.

Quando é aplicado um campo eléctrico entre dois pontos A e B de um condutor como o da figura seguinte, existe uma tensão entre esses dois pontos. Para além disso também é gerada uma densidade de corrente eléctrica e consequente intensidade de corrente.

A Lei de Ohm, na sua forma mais corrente relaciona a tensão e corrente eléctricas através de um parâmetro designado de Resistência Eléctrica (R) do material condutor da forma como está escrito na figura. Substituindo o resultado da tensão eléctrica e corrente e dividindo um pelo outro obtém-se a expressão para a resistência.

Como se pode observar, a resistência eléctrica do condutor é tanto maior quanto maior for o seu comprimento e tanto menor quanto maior for a sua espessura. Para além disso também varia de forma inversa com a condutividade do material. Faz sentido o nome de resistência eléctrica uma vez que, quanto maior for o seu valor, menor é a corrente eléctrica que passa no condutor (oposição à passagem de corrente). Aliás, já a condutividade por si era, implicitamente, uma medida da passagem de corrente: quanto maior o seu valor maior o valor da corrente, o que bate certo com o que se concluiu.

Leis de Maxwell

Toda a teoria subjacente ao comportamento eléctrico das coisas parte de um conjunto de 4 equações enunciado por um físico e matemático chamado James Clerk Maxwell.
São as famosíssimas equações de Maxwell que, após alguma manipulação matemática, conduzem a variados resultados no âmbito da electrotecnia. Para compreender esses resultados é necessário dispor de alguns conhecimentos matemáticos para que as coisas façam sentido. No entanto, a menos que estritamente necessário, não iremos usar notações matemáticas muito complexas ou difíceis de perceber aquando de certas demonstrações. Para quem não esteja familiarizado com estas equações e/ou com alguns conceitos e definições sobre electromagnetismo é natural que ao olhar para elas pela primeira vez não conclua nada. Mais adiante serão postados tópicos que explicam alguns conceitos básicos necessários para as compreender.

Introdução e Motivação

Hoje em dia qualquer um de nós está diariamente em contacto (muitas vezes sem sequer dar por isso) com aparelhos ou circuitos eléctricos sejam eles dispositivos electrónicos como um simples telemóvel ou mp3, electrodomésticos, electricidade na iluminação da nossa casa, etc. Seria impossível imaginar a nossa vida sem electrónica ou electricidade nos dias de hoje pois praticamente tudo o que nos rodeia baseia-se no seu uso. Mas porquê e como? É a justificação a esta pergunta que queremos transmitir aos nossos leitores...

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Bem-vindos ao nosso blog de Electrotecnia.

Temos como principais objectivos na criação deste blog disponibilizar informação sobre as teorias que explicam o comportamento eléctrico das coisas, desde as teorias mais básicas às mais complexas, motivar as pessoas para a sua compreensão devido à importância da electricidade hoje em dia e colocar alguns artigos de interesse no âmbito da electrotecnia.

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