Corrente e carga
- Corrente
- I = ΔQ / Δt
- Carga
- Q = ne
I correnteQ cargan número de cargase carga elementar
Fórmulas de eletricidade e ondas
As principais fórmulas de circuitos, campos e ondas numa folha de física: corrente e resistência, circuitos em série e em paralelo, capacitores, campo elétrico, magnetismo, ondas, luz e lentes, com os símbolos explicados.
Última atualização
As principais fórmulas de circuitos, campos e ondas numa página só: a eletricidade, o magnetismo e as ondas do AP Physics 2 e da física do A level. Os símbolos e as condições aparecem embaixo de cada fórmula, e a folha termina com as constantes. As fórmulas que têm calculadora levam a ela, para você testar seus próprios valores. Mude para o modo Me pergunte para esconder as fórmulas e se testar, ou imprima a folha inteira.
Corrente e resistência
Lei de Ohm
- V = IR
- Resistividade
- R = ρL / A
V tensãoR resistênciaρ resistividadeL comprimentoA área da seção transversal
Potência e energia elétrica
- Potência elétrica
- P = IV = I²R = V² / R
- Energia transferida
- E = Pt = IVt
P potênciat tempo
Fem e resistência interna
- ε = I(R + r)
- Tensão nos terminais
- V = ε − Ir
ε femr resistência interna
Circuitos
Resistores em série
- Resistência equivalente
- R_T = R₁ + R₂ + …
- Corrente
- I_T = I₁ = I₂ = …
- Tensão
- V_T = V₁ + V₂ + …
Resistores em paralelo
- Resistência equivalente
- 1 / R_T = 1 / R₁ + 1 / R₂ + …
- Dois resistores
- R_T = R₁R₂ / (R₁ + R₂)
- Corrente
- I_T = I₁ + I₂ + …
- Tensão
- V_T = V₁ = V₂ = …
Leis de Kirchhoff
- Lei dos nós
- ΣI_in = ΣI_out
- Lei das malhas
- ΣΔV = 0
Capacitores
- Capacitância
- C = Q / V
- Energia armazenada
- U = ½QV = ½CV²
- Em paralelo
- C_T = C₁ + C₂ + …
- Em série
- 1 / C_T = 1 / C₁ + 1 / C₂ + …
- Constante de tempo
- τ = RC
C capacitânciaQ carga
Campo elétrico
Lei de Coulomb
- F = k|q₁q₂| / r²
- Constante eletrostática
- k = 1 / (4πε₀)
q₁, q₂ cargasr distância
Campo elétrico
- E = F / q
- Carga puntiforme
- E = k|q| / r²
- Entre placas paralelas
- E = V / d
E intensidade do campo elétricoq cargad distância entre as placas
Potencial elétrico
- Carga puntiforme
- V = kq / r
- Energia potencial elétrica
- U = qV
- Variação da energia potencial
- ΔU = qΔV
V potencial elétricoq cargaU energia potencial
Magnetismo
Força magnética
- Sobre uma carga em movimento
- F = |q|vB sin θ
- Sobre um fio com corrente
- F = BIL sin θ
B campo magnéticoθ ângulo com o campo
Campo magnético de um fio longo
- B = μ₀I / (2πr)
μ₀ permeabilidade do vácuor distância ao fio
Indução eletromagnética
- Fluxo magnético
- Φ = BA cos θ
- Lei de Faraday
- ε = −N ΔΦ / Δt
- Barra que se move num campo
- ε = BLv
Φ fluxo magnéticoθ ângulo entre o campo e a normal à superfícieN número de espirasL comprimentov velocidade
Ondas e óptica
Equação da onda
- Velocidade da onda
- v = fλ
- Período
- T = 1 / f
f frequênciaλ comprimento de ondaA amplitude
Luz e fótons
- Velocidade da luz
- c = fλ
- Energia do fóton
- E = hf = hc / λ
No vácuo: λ é o comprimento de onda no vácuo.
h constante de Planck
Refração
- Índice de refração
- n = c / v
- Lei de Snell
- n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂
- Ângulo limite
- sin θ_c = n₂ / n₁
Os ângulos são medidos a partir da normal. Só existe ângulo limite quando n₁ > n₂.
n índice de refraçãoθ₁, θ₂ ângulos com a normal
Lentes e espelhos
- Lente delgada
- 1 / f = 1 / d_o + 1 / d_i
- Aumento
- M = h_i / h_o = −d_i / d_o
f distância focaldₒ distância do objetodᵢ distância da imagemhₒ, hᵢ alturas do objeto e da imagem
Interferência em fenda dupla
- Franjas claras
- d sin θ = mλ
- Distância entre franjas
- Δy = λL / d
Distância entre franjas: para ângulos pequenos, com a tela longe das fendas.
d distância entre as fendasm ordem da franjaL distância até o anteparo
Constantes
Constantes
- Carga elementar
- e = 1.60 × 10⁻¹⁹ C
- Constante eletrostática
- k = 8.99 × 10⁹ N m²/C²
- Permissividade do vácuo
- ε₀ = 8.85 × 10⁻¹² C²/(N m²)
- Velocidade da luz
- c = 3.00 × 10⁸ m/s
- Constante de Planck
- h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s
- Permeabilidade do vácuo
- μ₀ = 4π × 10⁻⁷ T m/A
Série ou paralelo
A maioria das questões de circuitos se resume a duas regras. Em série, um depois do outro, todos os componentes são percorridos pela mesma corrente e as tensões somam a da bateria. Em paralelo, lado a lado, todos os ramos têm a mesma tensão e as correntes somam o total.
É por isso que a resistência soma em série e diminui em paralelo. Dois resistores de 6 Ω em série dão 12 Ω; os mesmos dois em paralelo dão 3 Ω, porque a corrente agora tem dois caminhos em vez de um. Muitos circuitos que misturam os dois podem ser resolvidos de dentro para fora: troque cada grupo em paralelo pela sua resistência equivalente e depois some os que estão em série. Um circuito que não pode ser dividido assim, como uma ponte, precisa das leis de Kirchhoff.
Qual fórmula da potência usar
P = IV, P = I²R e P = V² / R são uma fórmula só, com V = IR substituída para tirar a grandeza que você não conhece. Use a que precisa só do que você tem. Uma lâmpada de 60 W numa rede de 230 V puxa I = 60 / 230, cerca de 0,26 A, e a sua resistência é R = 230² / 60, cerca de 880 Ω. A calculadora da lei de Ohm resolve as quatro para o que você deixar em branco.
A energia que um aparelho usa é a sua potência vezes o tempo que ele fica ligado, E = Pt. Em joules o tempo vai em segundos; na conta de luz a potência vai em quilowatts e o tempo em horas, o que dá quilowatts-hora.
As mesmas fórmulas em outras notações
O AP Physics 2 escreve ΔV para uma tensão, onde esta folha e o A level escrevem V, e escreve a lei de Coulomb com 1 / (4πε₀) no lugar de k: a folha dá as duas, porque são o mesmo número. O A level escreve a equação da lente delgada como 1 / f = 1 / u + 1 / v, com u e v as distâncias do objeto e da imagem; esta folha mantém d_o e d_i para que v continue sendo uma velocidade.
Para onde ir agora
A calculadora de comprimento de onda resolve a equação da onda e a energia do fóton para qualquer valor que você deixar em branco, e as outras calculadoras de física mostram cada passo. Para movimento, forças e energia, o resumo de fórmulas de mecânica é a outra metade do curso.
Perguntas frequentes
O que é a lei de Ohm?
V = IR: a tensão sobre um resistor é a corrente que passa por ele vezes a sua resistência. Uma bateria de 6 V ligada a um resistor de 3 Ω faz passar uma corrente de 2 A. Ela vale para resistores a temperatura constante; uma lâmpada de filamento ou um diodo não seguem essa lei.
Como somar resistores em paralelo?
Some os inversos: 1/R_T = 1/R₁ + 1/R₂. Para dois resistores isso dá R_T = R₁R₂ / (R₁ + R₂), então 6 Ω e 3 Ω em paralelo dão 2 Ω. O total é sempre menor que o menor resistor, porque cada ramo acrescenta mais um caminho para a corrente.
Qual é a diferença entre fem e tensão?
A fem ε é a energia que uma bateria dá a cada coulomb de carga. Quando a bateria fornece corrente, a tensão nos seus terminais é menor que isso, porque parte da energia é gasta dentro da própria bateria: V = ε − Ir, onde r é a sua resistência interna.
Como o comprimento de onda e a frequência se relacionam?
A velocidade de uma onda é a sua frequência vezes o seu comprimento de onda, v = fλ. Para a luz no vácuo a velocidade é c, então a luz verde com comprimento de onda de 500 nm tem frequência de 3,00 × 10⁸ / 5,00 × 10⁻⁷ = 6,0 × 10¹⁴ Hz. Na mesma velocidade, uma frequência maior sempre significa um comprimento de onda menor.
Esta folha cobre o AP Physics 2?
Cobre as principais fórmulas de eletricidade, magnetismo, ondas e óptica do AP Physics 2, não a termodinâmica nem a física moderna. Na prova o College Board entrega a própria folha de equações, então pratique com ela e use esta como complemento grátis.
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