Efisica

A formação do sistema MKS em eletricidade

 

 

 

a. Introdução

 

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.


b. O 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.

ampère

Figura 119

 

c. Relação entre o ampère e o statampère

 

Pode-se demonstrar que:

(A demonstração está acima do nível deste curso).

 

d. Submútiplos do ampère

 

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:

 

e. Definição de Coulomb

 

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.

 

f. Relação entre o Coulomb e o statcoulomb

 

Temos:

Mas,

Logo,

ou

 

g. Definição de volt

 

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.

 

h. relação entre volt e statvolt

 

Temos:

Mas,

Logo,

ou

 

i. Múltiplos e submúltiplos do volt

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:

 

 

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