2 - Pequena revisão sobre a Eletricidade

Pequena revisão sobre o tema eletricidade

Átomo

Os animais, as plantas, as rochas, as águas dos rios, lagos e oceanos e tudo o que nos cerca é composto de átomos.

O átomo é formado por uma parte central chamada núcleo e uma parte periférica formada pelos elétrons. O núcleo é constituído por prótons, com carga positiva, e os nêutrons, que são eletricamente neutros.

No estado natural, qualquer porção de matéria é eletricamente neutra. Isso significa que, se nenhum agente atuar sobre uma determinada porção da matéria, o número total de prótons e elétrons dos seus átomos será igual. No entanto essa condição de equilíbrio elétrico natural da matéria pode ser desfeita, de forma que um corpo deixe de ser neutro e fique carregado eletricamente.

O processo pelo qual se faz com que um corpo eletricamente neutro fique carregado é chamado de eletrização, e maneira mais comum de se provocar a eletrização é por meio de atrito, por exemplo: quando usamos um pente, o atrito entre o pente e o cabelo provoca uma eletrização negativa do pente, isto é, o pente ganha elétrons e quando aproximamos este pente eletrizado a pequenos pedaços de papel, estes são atraídos momentaneamente pelo pente comprovando a existência da eletrização.

A eletrização ainda pode ser obtida por outros processos como, por exemplo, por contato ou por indução. Em qualquer processo, contudo obtêm-se corpos carregados eletricamente.

Carga elétrica

Como certos átomos podem ser forçados a ceder elétrons e outros a receber elétrons, é possível produzir uma transferência de elétrons de um corpo para outro. Quando isso ocorre, a distribuição igual das cargas positivas e negativas em cada átomo deixa de existir. Portanto, um corpo conterá excesso de elétrons e a sua carga terá polaridade negativa (-). O outro corpo, por sua vez, conterá excesso de prótons e a sua carga terá polaridade positiva (+).

A quantidade de carga elétrica que um corpo possui, é determinada pela diferença entre o número de prótons e o número de elétrons que o corpo contém. O símbolo que representa a quantidade de carga elétrica de um corpo é Q e sua unidade de medida é o Coulomb (C).

De acordo com o modelo de Rutherford-Bohr, elétrons e prótons são as menores partículas constituintes do átomo, e suas cargas elétricas são as menores existentes na natureza. Ainda segundo esse modelo, o valor da carga elétrica de um próton é igual ao de um elétron; essa carga é chamada de carga elementar, cujo símbolo é e. A determinação do valor e feita pelo físico estadunidense Robert Milikan (1868-1953) em um famoso experimento que leva o seu nome, tendo obtido o valor:

e = 1,6 × 10^-19 C.

A quantidade de carga Q de qualquer corpo ou objeto é, portanto, um múltiplo inteiro da carga elementar. Determina-se essa quantidade pela expressão:

Q = n × e

Diferença de potencial

Quando se compara o trabalho realizado por dois corpos eletrizados, automaticamente está se comparando os seus potenciais elétricos.

A diferença de potencial elétrico entre dois corpos eletrizados também é denominada de tensão elétrica. No campo da eletricidade, utiliza-se exclusivamente a palavra tensão para indicar a ddp ou tensão elétrica.

A tensão (ou ddp) entre dois pontos pode ser medida por meio de instrumentos (voltímetro), a unidade de medida de tensão é o volt, representado pela letra V.

Corrente elétrica

A corrente elétrica consiste em um movimento orientado de cargas, provocado pelo desiquilíbrio elétrico (ddp) entre dois pontos. A corrente elétrica é a forma pela qual os corpos eletrizados procuram restabelecer o equilíbrio elétrico.

Para que haja corrente elétrica, é necessário que haja ddp e que o circuito esteja fechado. Portanto, pode-se afirmar que existe tensão sem corrente, mas nunca existirá corrente sem tensão.

O símbolo para representar a intensidade da corrente elétrica é a letra I.

A corrente é uma grandeza elétrica e, como toda grandeza, pode ter sua intensidade medida por meio de instrumentos (Amperímetro). A unidade de medida da intensidade da corrente elétrica é o ampère, que é representado pela letra A.

Resistência elétrica

Resistência elétrica é a oposição que um material apresenta ao fluxo de corrente elétrica. Todos os dispositivos elétricos e eletrônicos apresentam certa oposição a passagem de corrente elétrica.

O efeito causado pela resistência elétrica tem muitas aplicações práticas, por exemplo, o aquecimento no chuveiro, no ferro de passar roupa, secador de cabelo, etc.

A unidade de medida da resistência elétrica é o ohm, representado pela letra grega Ω.

Geração de energia elétrica

Para haver movimento dos elétrons livres em um corpo, é necessário aplicar nesse corpo uma tensão elétrica. Essa tensão resulta na formação de um polo com excesso de elétrons denominado polo negativo e de outro com falta de elétrons, denominado de polo positivo. Essa tensão é fornecida por uma fonte geradora de eletricidade.

A existência de tensão é condição fundamental para o funcionamento de todos os aparelhos elétricos. As fontes geradoras são os meios pelos quais se pode fornecer a tensão necessária para o funcionamento desses consumidores.

Há vários modos de se gerar energia elétrica. No momento nos interessa a geração de energia elétrica por ação química:  como exemplo temos as pilhas e as baterias automotivas. A tensão gerada por esse método é chamada de tensão contínua.

Temos também a geração de energia elétrica por ação magnética, sendo este o método mais comum de produção de energia elétrica em larga escala.

A eletricidade gerada por ação magnética é produzida quando um condutor é movimentado dentro do raio de ação de um campo magnético. Isso cria uma ddp que aumenta e diminui com o aumento ou diminuição da velocidade do condutor ou da intensidade do campo magnético.

A tensão gerada por este método é chamada de tensão alternada, pois suas polaridades são variáveis, ou seja, se alternam no decorrer do tempo.

Essas fontes geradoras que produzem energia elétrica segundo o princípio que foi descrito são chamadas de alternadores.

A lei de Ohm estabelece uma relação entre as grandezas elétricas tensão (V), corrente (I) e resistência (R) em um circuito. Verifica-se a Lei de Ohm a partir de medições de tensão, corrente e resistência, realizadas em circuitos elétricos simples, compostos por uma fonte geradora e um resistor.

U = R × I

Circuitos elétricos

O circuito elétrico é indispensável para que a energia elétrica possa ser utilizada. Conhecer e compreender suas características, identificar seus componentes e representa-los é fundamental para sabermos como melhor utilizar a energia elétrica.

O circuito elétrico é o caminho fechado por onde circula a corrente elétrica. Dependendo do efeito desejado, o circuito elétrico pode fazer a eletricidade assumir as mais diversas formas: luz, calor, movimento etc...

O circuito elétrico mais simples que se pode montar constitui-se de três componentes: Fonte geradora, carga e condutores.

Continuaremos na próxima postagem.

autor: Cilso