Quais são as grandezas elétricas fundamentais?

Passo 1

O enunciado pergunta: “Quais são as grandezas elétricas fundamentais?”\n
Informações relevantes recebidas: preciso listar e explicar, de forma didática, as grandezas elétricas que são consideradas fundamentais/essenciais em eletricidade e circuitos. Não há figura nem dados numéricos no enunciado. Vou identificar as grandezas, dar definição, unidade, símbolo, relações básicas e exemplos simples para você entender e poder usar na prova.

Passo 2

Começamos pela mais básica: carga elétrica.\n
Definição: a carga elétrica mede a propriedade que faz partículas interagirem por forças elétricas. Símbolo e unidade: a carga é Q e sua unidade no SI é o coulomb \mathrm{C}.\n
Conceito importante: a carga elementar é \,e, o valor aproximado de elétron (módulo) \,e\approx 1{,}602\times 10^{-19}\,\mathrm{C}. Portanto cargas macroscópicas são múltiplos de e.\n
Relação com outras grandezas: corrente é a taxa de variação da carga com o tempo:
I=\frac{dQ}{dt}.
Exemplo simples: se uma corrente constante de I=2\\ \mathrm{A} atravessa um condutor durante t=5\\ \mathrm{s}, a carga que passou é
Q=I\cdot t=2\cdot 5=10\\ \mathrm{C}.

Passo 3

Corrente elétrica.\n
Definição: corrente é o fluxo de carga que atravessa uma seção por unidade de tempo. Símbolo e unidade: I e ampere \mathrm{A} (no SI o ampere é a unidade base).\n
Interpretação prática: 1\\ \mathrm{A} significa que 1\\ \mathrm{C} de carga passa por um ponto em 1\\ \mathrm{s}.\n
Direção: usa-se a convenção de corrente convencional (do polo positivo para o negativo em circuitos), mesmo que elétrons se movam no sentido oposto.\n
Exemplo numérico: se I=0{,}5\\ \mathrm{A} por 10\\ \mathrm{s}, então Q=0{,}5\cdot 10=5\\ \mathrm{C}.

Passo 4

Diferença de potencial (tensão) e potencial elétrico.\n
Definição de diferença de potencial (tensão): é a energia elétrica por unidade de carga necessária para transportar uma carga entre dois pontos. Símbolo e unidade: V e volt \mathrm{V}.\n
Fórmula:
V=\frac{W}{Q},
onde W é a energia (trabalho) em joules \mathrm{J} transferida ao mover a carga Q.\n
Relação com corrente e potência: a potência elétrica entregue é P=V\cdot I (ver mais adiante).\n
Exemplo: uma pilha de 9\\ \mathrm{V} significa que cada coulomb que sai da pilha ganha 9\\ \mathrm{J} de energia.

Passo 5

Campo elétrico e potencial elétrico local.\n
Definição de campo elétrico: campo elétrico \mathbf{E} em um ponto é a força por unidade de carga sobre uma carga de prova colocada ali. Unidade: \mathrm{N/C} ou \mathrm{V/m}.\n
Fórmula:
\mathbf{E}=\frac{\mathbf{F}}{q},
onde \mathbf{F} é a força sobre a carga de prova q.\n
Relação com diferença de potencial (num caminho retilíneo e campo uniforme):
V=E\cdot d,
onde d é a distância entre os pontos.\n
Exemplo: campo de uma carga puntiforme Q a distância r:
E=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{Q}{r^2}.

Passo 6

Resistência.\n
Definição: resistência elétrica mede a dificuldade que um condutor oferece à passagem de corrente. Símbolo e unidade: R e ohm \Omega.\n
Lei de Ohm (forma prática em muitos exercícios):
V=R\,I.
Significado: para um resistor ôhmico, a tensão entre seus terminais é proporcional à corrente.\n
Dependência geométrica e do material:
R=\rho\frac{L}{A},
onde \rho é a resistividade do material, L comprimento e A área da seção.\n
Exemplo numérico curto: se V=12\\ \mathrm{V} e R=6\\ \Omega, então I=V/R=2\\ \mathrm{A}.

Passo 7

Capacitância.\n
Definição: capacitância mede a capacidade de um componente armazenar carga por diferença de potencial. Símbolo e unidade: C e farad \mathrm{F}.\n
Fórmula básica:
C=\frac{Q}{V}.
Energia armazenada num capacitor:
U=\frac{1}{2}C V^2.
Exemplo de capacitor plano (placas paralelas):
C=\varepsilon\frac{A}{d},
onde \varepsilon é a permissividade do meio, A área e d distância entre placas.

Passo 8

Indutância.\n
Definição: indutância mede a capacidade de um circuito (ou bobina) induzir uma tensão quando a corrente varia. Símbolo e unidade: L e henry \mathrm{H}.\n
Lei básica (tensão induzida):
V_L=L\frac{dI}{dt}.
Energia armazenada numa bobina:
U=\frac{1}{2}L I^2.

Passo 9

Potência e energia elétrica.\n
Potência elétrica (taxa de energia): símbolo P, unidade watt \mathrm{W}.\n
Fórmulas úteis (usar conforme o que conhece de V, I, R):
P=V\cdot I=I^2R=\frac{V^2}{R}.
Energia é potência integrada no tempo; por exemplo, energia em joules:
W=\int P\,dt.
Exemplo rápido: lâmpada 60\\ \mathrm{W} ligada 2\\ \mathrm{h} consome 120\\ \mathrm{Wh}=0{,}12\\ \mathrm{kWh}.

Passo 10

Quais são “fundamentais” e quais são derivadas — resumo conceitual.\n
  • Grandezas que aparecem como conceitos primários: carga Q, corrente I, diferença de potencial V, campo elétrico \mathbf{E} e força \mathbf{F} (em eletrostática). Estas são ideias centrais para entender fenômenos elétricos.\n
  • Grandezas úteis em circuitos e dispositivos: resistência R, capacitância C, indutância L, potência P, energia U. Elas são frequentemente tratadas como fundamentais em problemas práticos de circuitos, mas podem ser deduzidas das grandezas primárias (por exemplo, R relaciona V e I).\n
  • Em termos de unidades SI: o ampere (\mathrm{A}) é unidade base; outras unidades elétricas populares são derivadas: coulomb (\mathrm{C}=\mathrm{A}\cdot\mathrm{s}), volt (\mathrm{V}=\mathrm{J}/\mathrm{C}), ohm (\Omega=\mathrm{V}/\mathrm{A}), farad (\mathrm{F}=\mathrm{C}/\mathrm{V}), henry (\mathrm{H}=\mathrm{V}\cdot\mathrm{s}/\mathrm{A}).\n
    Dica de prova: memorize as definições e as relações mais usadas: I=dQ/dt, V=W/Q, V=RI, P=VI, C=Q/V, V_L=L\,dI/dt.

Resposta

Carga elétrica \,Q
Corrente elétrica \,I
Diferença de potencial / tensão \,V
Campo elétrico \,\mathbf{E}
Resistência \,R
Capacitância \,C
Indutância \,L
Potência elétrica \,P
Energia elétrica U

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