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Potencial em um resitor em circuito abeto

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Resolvido Potencial em um resitor em circuito abeto

Mensagem por _-Alexandre-_ Sex 11 Set 2020, 18:29

Olá a todos. Gostaria de tirar uma dúvida por favor.

Pensemos em uma pilha de  5V com o negativo no terra, assim a DPP é 5V-0V, conectada a um resistor de 1 Ohm (R1)
A tensão no resistor é de 5V, e a corrente de 5A (I=V/R). Certo.

Agora a parte que eu estou com dúvida:
Coloque uma extremidade de um outro resistor QUALQUER, o R2 (  0 <= R < infinito ) ao positivo da pilha, e a OUTRA extremidade desse resistor qualquer ABERTA.

Qual é o potencial nessa extremidade aberta?

##Minhas considerações:
Se R =  0 Ohm, é o mesmo que um curto então o potencial é 5V na extremidade aberta
Pra R>0 eu não consigo pensar em como caracterizar o potencial, nem para R = infinito


A ideia do circuito é representada abaixo:

____________R2___            
|            |            
|            |            
DPP    R1            
|            |            
|______|_
|
__
_



Agradeço desde já


Última edição por _-Alexandre-_ em Sáb 12 Set 2020, 15:07, editado 1 vez(es)

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Resolvido Re: Potencial em um resitor em circuito abeto

Mensagem por Elcioschin Sex 11 Set 2020, 18:56

O potencial no nó A comum a R1 e R2 é o mesmo potencial do polo positivo do gerador: 5 V

Como não existe corrente em R2 (iR2 = 0) a queda de tensão no resistor é nula 
(u = R.iR2 = R.0 = 0)
Logo o potencial da ponta livre B do resistor vele: Ub = Ua - u = 5 - 0 = 5
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Resolvido Re: Potencial em um resitor em circuito abeto

Mensagem por _-Alexandre-_ Sex 11 Set 2020, 23:46

Consigo visualizar o que disse, mas ainda me pergunto , se R é tão grande que tende ao infinito, não seria o mesmo que  eu medir a diferença de potencial entre o terra e o ar?
Nesse sentido penso que o Ar da atmosfera separando dois condutores sirva como um isolante/resitor com uma resistencia muito alta.
Ou eu estou confundindo alguns conceitos?
Grato

_-Alexandre-_
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Resolvido Re: Potencial em um resitor em circuito abeto

Mensagem por Elcioschin Sáb 12 Set 2020, 10:01

Vamos nos ater a esta questão, mas explicando alguns conceitos importantes.

1) Na prática, não existe resistência infinita. O que pode existir é uma resistência muito elevada; por exemplo 1 milhão de ohms. Assim, não vamos usar o termo ∞. 

2) O ar, por exemplo é um bom isolante: sua resistência depende de vários fatores: temperatura, teor de umidade, partículas e gases em suspensão, etc.
As linhas de transmissão de Itaipu tem tensão de 500 000 V e mesmo com esta tensão o ar não conduz corrente elétrica para a terra, nem entre os fios das linhas.

3) Isto NÃO significa que o ar é um isolante perfeito. Existe uma característica medida no ar que é sua Rigidez Dielétrica: é a maior intensidade do campo elétrico E a que ele pode ser submetido, sem perdeu suas propriedades isolantes. Lembre-se que a unidade de E é V/m

4) Dependendo da quantidade de cargas que uma nuvem tiver ela terá um elevado potencial elétrico U, da ordem de milhões de volts. 
Considerando que a terra tem potencial nulo e existe uma distância d entre a nuvem e a terra, existe um campo elétrico U/d (V/m). 
Se este valor superar a rigidez do ar entre a a terra e a nuvem, vai haver um descarga elétrica (raio) com corrente elétrica de elevada intensidade.

Vamos agora ao problema prático

Você tem um gerador de 5 V; imagine que R2 = 1 000 000 Ω 

O potencial elétrico do nó entre o gerador, R1 e R2 vale 5 V (pois o fio entre eles tem resistência nula).

A queda de tensão em R2 vale U2 = R2.i ---> U2 = 1 000 000.0 ---> U2 = 0

Potencial na ponta solta de R2 ---> U = E - U2 ---> U = 5 - 0 ---> U = 5 V

Você acha que vai passar corrente desta ponta para o ar, com esta baixa tensão?

Agora vou contar uma história que ocorreu comigo e com um colega enquanto estagiávamos na Usina de Furnas em Minas Gerais, enquanto éramos estudantes de engenharia elétrica:

Estávamos dentro de uma subestação elétrica de 138 000 V com linhas aéreas acima de nós, analisando um desenho da subestação. Ao me aproximar do colega, ombro a ombro, senti uma fisgada no meu braço, logo acima do cotovelo. E o meu amigo sentiu também. Ai eu disse para ele que deveria ser um alfinete na minha roupa ou na dele que deveria ter causado o efeito. Examinamos nossas camisas e não encontramos nada.

Prosseguindo nosso estudo, o fenômeno aconteceu de novo ao nos aproximarmos. Ai fizemos uma experiência. Fomos aproximando os braços lentamente e quando chegamos bem perto notamos que os pelos dos nossos braços se eriçaram e ficaram retos apontando um para outro.
Ao aproximar mais um pouco sentimos uma fisgada. A este fenômeno dos pelos retos dá-se o nome de "poder das pontas": a eletricidade adora coisas pontudas: por isto o para-raios é uma ponta.

A explicação: O campo elétrico no ar ao nosso redor era intenso, devido ao elevado potencial das linhas. Ista acarretava uma ddp entre o meu pelo e o do colega. Se a distância entre os pelos fosse muito pequena, o ar deixava de ser isolante e havia uma pequena descarga entre eles: era a fisgada que sentíamos.

A solução foi óbvia: passamos a não ficar tão perto um do outro.


Última edição por Elcioschin em Sáb 12 Set 2020, 17:50, editado 1 vez(es)
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Resolvido Re: Potencial em um resitor em circuito abeto

Mensagem por _-Alexandre-_ Sáb 12 Set 2020, 15:06

Consegui entender, mesmo que a resistência seja muito alta, como não há corrente, a ddp é 0V, assim a outra ponta apresenta o mesmo potencial do nó R1 e R2, que é 5V.
A sua história ajudou a esclarecer tbm.

Muito obrigado, Elcioschin

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Resolvido Re: Potencial em um resitor em circuito abeto

Mensagem por Elcioschin Sáb 12 Set 2020, 17:47

Então, segue uma informação adicional:

Imagine um região do solo onde existe um campo elétrico muito forte, por exemplo, onde um cabo de alta tensão caiu e ficou perto mas não tocou o solo.

Imagine dois pontos A e B do solo, sendo AB ~= 60 cm
Devido ao elevado campo elétrico, vai existir uma ddp entre os dois pontos.

Esta ddp (ou tensão) entre os dois pontos denomina-se "tensão de passo", devido ao fato do passo de uma pessoa adulta ter aproximadamente esta distância.
Se você notar o fio caído, sem tocar nele e andar normalmente, de pés descalços, vc vai levar um choque elétrico: como existe 60 V entre seus dois pés uma corrente vai circular entrando por um dos pés, subindo pela perna, passando pela virilha, descendo pela outra perna, pelo outro pé e saindo para o solo.

Certamente será bem desagradável e vai ser um grande susto. Se o potencial do cabo for bem maior, aí o risco aumenta, podendo ter consequências sérias, tais como eletrólise da urina da bexiga ou até a morte.

Nestes casos aconselha-se ao transeunte no local, dar passos bem pequenos, por exemplo, um pé encostado na frente do outro e se afastar do local; e avise outras pessoas para que façam o mesmo.

Obs.: acrescentei na minha mensagem anterior, no penúltimo parágrafo, uma informação sobre "poder das pontas". Leia.
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Resolvido Re: Potencial em um resitor em circuito abeto

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