Vimos no tópico
"Unidade
de Carga Elétrica", que
não é possível formular-se um sistema de unidades elétricas partindo-se
exclusivamente das tres unidades fundamentais da Mecânica. Que
um sistema de unidades elétricas deve ter, além das três unidades
fundamentais da Mecânica, mais uma quarta unidade fundamental, tipicamente
elétrica. Vimos que no sistema CGSES a unidade elétrica fundamental
é a de constante dielétrica, que nesse sistema é arbitrariamente
considerada igual a um para o vácuo.
O sistema CGSES
é bastante antigo. Mas, até ele ser formulado como é hoje, passou
por várias modificações. O sistema MKS, que é bem mais novo que
o CGSES, também tem sofrido diversas modificações. Essas modificações
tem consistido sempre na mudança da unidade tipicamente elétrica
que deve ser adicionada às três unidades mecânicas (metro, quilograma,
segundo) para com as quatro se constituir o sistema de unidades
elétricas. Nesta edição deste livro apresentaremos o sistema MKS
de acordo com uma decisão tomada pela Associação Eletrotécnica Internacional
em 1950. Essa Associação escolheu como unidade elétrica fundamental
do sistema MKS a unidade de intensidade de corrente, que se chama
ampère.
Em Eletromagnetismo
estudaremos com detalhe o seguinte fenômeno: quando dois
fios conduzindo corrente elétrica são colocados próximos,
cada um exerce uma força sobre o outro. A intensidade dessa
força depende de quatro fatores: a forma geométrica dos
condutores, as intensidades das correntes que passam por
eles, a distância que os separa e o meio em que estão colocados.
O ampère é definido a partir desse fenômeno, do seguinte
modo: ampère é a intensidade de uma corrente invariável
que, passando em dois condutores paralelos e de comprimento
infinito e distantes entre si de um metro, em cada condutor,
a força de
newton por cada metro de condutor (fig.119). O símbolo do
ampère é a letra A.
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Figura 119 |
Pode-se demonstrar
que:
(A
demonstração está acima do nível deste curso).
O ampère tem
dois submúltiplos muito usados:
1o)
miliampère (símbolo mA) – igual a um milésimo do ampère;
2o)
microampère (símbolo
) – igual a um milionésimo do ampère.
Verifique o
leitor as duas seguintes relações:
Quando estudamos
unidades de carga elétrica, no tópico "Unidade
de Carga Elétrica" dissemos que a unidade de carga elétrica do sistema
MKS se chama coulomb, mas não demos a definição do coulomb. Ele
é definido a partir da expressão que define intensidade de corrente:
. Daí tiramos:
.
Considerando-se
resulta:
(símbolo C ou c)
Logo, um coulomb
é a carga elétrica que, durante um segundo, passa pela secção transversal
de um condutor percorrido por corrente elétrica de intensidade constante
igual a um ampère.
Temos:
Mas,
Logo,
ou
f) Definição
do volt – O volt é definido a partir da fórmula
do capítulo
3:
No sistema MKS
a unidade de trabalho é o joule. Considerando-se:
resulta:
(símbolo V ou v)
Logo, um volt
é a diferença de potencial entre dois pontos quando, para deslocar
a carga elétrica de um coulomb de um ponto a outro o trabalho realizado
é de um joule.
Temos:
Mas,
Logo,
ou
O volt tem um
múltiplo muito usado, que é o: quilovolt – (símbolo
KV ou Kv ) – igual a mil volts; e dois submúltiplos
muito usados:
1o)
milivolt (símbolo mV ou mv) – Igual a um milésimo de volt;
2o) microvolt (símbolo
ou
) – igual a um milionésimo do volt.
Verifique o
leitor as igualdades:
