corrente elétrica

REVISÃO SOBRE
ELETRODINÂMICA
Wilson Santos
SENTIDO
Nos condutores sólidos, o sentido da corrente elétrica
corresponde ao sentido do movimento dos elétrons, pois são
eles que se deslocam. Ou seja, a corrente é do potencial
menor (pólo negativo) para o potencial maior (pólo positivo).
Esse é o sentido real da corrente elétrica.
Real
SENTIDO
No estudo da corrente elétrica, entretanto, adota-se um
sentido convencional, que é o do deslocamento das cargas
positivas, ou seja, do potencial maior para o menor.
Assim sempre que for citado o sentido da corrente
estaremos nos referindo ao sentido convencional, e não ao
sentido real.
Convencional
Natureza
Quanto a natureza, a corrente elétrica pode ser
classificada em: Eletrônica e iônica.
Corrente eletrônica: É aquela constituída pelo
deslocamento dos elétrons livres. Ocorre
principalmente em condutores metálicos.
Corrente iônica: É aquela constituída pelo
deslocamento dos íons positivos negativos,
movendo-se simultaneamente em sentidos
opostos. Ocorre nas soluções eletrolíticas:
Soluções de ácidos, sais ou bases, e nos gases
ionizados: Lâmpadas fluorescentes.
MOVIMENTO DESORDENADO DOS
ELÉTRONS.
QUANTIDADE DE CARGAS DE UM CORPO
Q  n.e
n é o número de prótons ou elétrons
CORRENTE ELÉTRICA
A corrente elétrica é um movimento ordenado de cargas
elementares.A corrente elétrica pode ser um simples jato de
partículas no vácuo, como acontece num cinescópio de TV,
em que um feixe de elétrons é lançado contra a tela. No
entanto, na maioria dos casos, a corrente elétrica não ocorre
no vácuo, mas sim no interior de um condutor. Por exemplo,
aplicando uma diferença de potencial num fio metálico, surge
nele uma corrente elétrica formada pelo movimento ordenado
de elétrons.
Não se pode dizer que todo movimento de cargas elétricas
seja uma corrente elétrica. No fio metálico, por exemplo,
mesmo antes de aplicarmos a diferença de potencial, já
existe movimento de cargas elétricas. Todos os elétrons
livres estão em movimento, devido à agitação térmica. No
entanto, o movimento é caótico e não há corrente elétrica.
Quando aplicamos a diferença de potencial, esse
movimento caótico continua a existir, mas a ele se
sobrepõe um movimento ordenado, de tal forma
que, em média, os elétrons livres do fio passam a se
deslocar ao longo deste. É assim que se forma a
corrente elétrica.
O símbolo convencional para representar a
intensidade de corrente elétrica (ou seja, a
quantidade de carga Q que flui por unidade de
tempo t)
Q
i
t
A unidade padrão no SI para medida de intensidade
de corrente é o ampère. A corrente elétrica é
também chamada informalmente de amperagem.
Tipos
Considera-se dois tipos de corrente elétrica:
Corrente elétrica continua(CC);
Corrente elétrica alternada(CA);
TIPOS
Corrente continua
É aquela cuja intensidade e cujo sentido se mantém
constantes ao longo do tempo como exemplos temos
as correntes estabelecidas por uma bateria de
automóvel e por uma pilha.
Corrente alternada
É aquela cuja intensidade e cujo sentido variam
periodicamente. É o caso das correntes existentes nas
casas e fornecidas pela usinas hidrelétricas.
RESISTOR
Resistor é todo dispositivo elétrico que transforma exclusivamente
energia elétrica em energia térmica.
SÍMBOLO
Alguns dispositivos elétricos classificados como resistores: ferro
elétrico, chuveiro, lâmpada incandescente etc.
• A figura mostra o aspecto físico de alguns tipos de
resistores fixos e variaveis
1ª LEI DE OHM
Em condutor que está sendo percorrido por uma corrente
elétrica, os elétrons ao longo do seu percurso pelo
condutor, sofrem uma oposição à sua passagem.
A medida desta oposição é dada por uma grandeza
chamada de resistência elétrica ( R ).
Resistor ôhmico
Mantendo-se constante a temperatura do
resistor, sua resistência elétrica
permanecerá constante.
U
R
i
Unidade: Volt/Ampere(ohm,Ω)
2ª LEI DE OHM
Resistividade elétrica é uma medida da oposição de um
material ao fluxo de corrente elétrica. Quanto mais baixa for
a resistividade mais facilmente o material permite a
passagem de uma carga elétrica.
(rô) A unidade SI da
resistividade do material é o ohm.metro (Ωm).

L
R
A
.L
A
Dependência da temperatura
Uma vez que é dependente da temperatura a resistência
específica geralmente é apresentada para temperatura de 20
ºC. No caso dos metais aumenta à medida que aumenta a
temperatura enquanto que nos semicondutores diminui à
medida que a temperatura aumenta.Conforme o valor da sua
resistividade um material pode ser considerado condutor ou
isolante.
TABELA
TENSÃO ELÉTRICA
Tensão elétrica é a diferença de potencial elétrico
entre dois pontos. Sua unidade de medida é o Volt, em
homenagem ao físico italiano Alessandro Volta. Por outras
palavras, a tensão elétrica é a "força" responsável pela
movimentação de elétrons. O potencial elétrico mede a
força que uma carga elétrica experimenta no seio de um
campo elétrico, expressa pela lei de Coulomb, portanto a
tensão é a tendência que uma carga tem de ir de um ponto
para o outro. Normalmente toma-se um ponto que se
considera de tensão zero e mede-se a tensão do resto dos
pontos relativos a este.Para facilitar o entendimento da
tensão elétrica pode-se fazer um paralelo desta com a
pressão hidráulica. Quanto maior a diferença de pressão
hidráulica entre dois pontos, maior será o fluxo, caso haja
comunicação entre estes dois pontos.
O fluxo (que em eletrodinâmica seria a corrente elétrica) será
assim uma função da pressão hidráulica (tensão elétrica) e da
oposição à passagem do fluido (resistência elétrica). Este é o
fundamento da lei de Ohm, para a corrente contínua:
Onde: U
= R.I
* R = Resistência (Ohms)
* I = Intensidade da corrente (Ampères)
* U = Diferença de potencial ou tensão (Volts)
Em corrente alternada, substitui-se a resistência pela impedância:
Onde: U
= Z.I
* Z = Impedância
(Ohms)
POTÊNCIA ELÉTRICA
Muitas vezes, na propaganda de certos produtos de
eletrônicos, destaca-se a sua potência. Podemos citar como
exemplos os aparelhos de som, os chuveiros e as fontes dos
microcomputadores.
Sabemos que esses aparelhos necessitam de energia
elétrica para funcionar. Ao receberem essa energia elétrica, eles
a transformam em outra forma de energia. No caso do chuveiro,
por exemplo, a energia elétrica é transformada em energia
térmica.
Quanto mais energia for transformada em um menor
intervalo de tempo, maior será a potência do aparelho. Portanto,
podemos concluir que potência elétrica é uma grandeza que
mede a rapidez com que a energia elétrica é transformada em
outra forma de energia.
Potência elétrica dissipada
Quando utilizamos algum aparelho que funciona à base
de transformação de energia, podemos observar que ele
esquenta durante o seu funcionamento. Isso não é
diferente quando estamos lidando com aparelhos que
funcionam
à
base
de
energia
elétrica.
Esse aquecimento é conhecido como efeito Joule, e ele
é fruto das colisões que os elétrons sofrem contra os
átomos e íons que pertencem ao condutor. A energia que é
drenada nesse aquecimento é chamada de energia
dissipada
Existem aparelhos que têm como objetivo dissipar toda
a energia elétrica e transformá-la em energia térmica.
Temos muitos exemplos cotidianos de aparelhos que
funcionam assim, o chuveiro, o ferro de passar, o forno
elétrico, o secador de cabelo, etc.
• Define-se potência elétrica
Podemos também calcular
como a razão entre a energia a potência elétrica através da
elétrica transformada e o
tensão e da corrente.
intervalo de tempo dessa
transformação. Observe o
quadro ao abaixo:
Se tomarmos a lei de Ohm R = U/i,
e a equação para calcularmos a
potência P = U.i é possível
determinar o valor da potência
elétrica dissipada.Observe o quadro
abaixo:
As duas unidades de
potência mais usadas são o
watt (W) e o quilowatt (kW).
Elas estão representadas no
quadro abaixo, assim como a
conversão entre elas:
• Na tabela,
mostramos um
exemplo para
um fio com
capa isolante
termoplástica,
área do fio em
mm² e a
corrente
máxima
sugerida para
sua utilização
(em A).
Área do fio(mm²)
Corrente máxima(A)
1
10,5
1,5
13
2,5
18
4
24
6
31
10
42
16
56
25
73
SUPERCONDUTIVIDADE
Em 1911, Kammerlingh Onnes, que foi o primeiro a
conseguir a liquefação do gás hélio que acontece em 4,2 K.
Ele estava pesquisando sobre as propriedades de metais
sobre temperaturas extremamente baixas banhando em
hélio líquido. Durante um desses experimentos, Onnes
descobriu que a resistência do mercúrio caia a zero na
temperatura perto de 4 K. Com isso, foi descoberto os
supercondutores, uma nova classe de condutores. Onnes
ganhou o Prêmio Nobel de Física em 1913
Com evolução das pesquisas, a temperatura para que os
supercondutores ocorressem foi aumentando. Até a década
passada ocorria na ordem dos 28 K. Mas com a descoberta
de novos materiais supercondutores, ocorreu um aumento
surpreendente de temperatura para a utilização de
supercondutores, com os óxidos cerâmicos, com os
fulerenos, os borocarbetos e o composto intermetálico
MgBr2. Atualmente o recorde é de 134 K para um óxido de
mercúrio, bário, cálcio e cobre.
Supercondutores são materiais
que têm resistência elétrica
praticamente nula e nos quais a
corrente elétrica não perde
energia para o material. Com
isso
pode-se
construir
equipamentos que aproveitam ao
máximo a energia elétrica
disponível,
sem
que
seja
transformada em calor. Meios de
transportes, principalmente trens
suspensos
por
campos
magnéticos, podem usar esta
tecnologia.
O trem japonês, MAGLEV, que
usa tecnologia de materiais
supercondutores e atinge mais
de 500Km/h com segurança.
EFEITOS DA CORRENTE ELÉTRICA
• efeito joule: liberar calor
• efeito magnético: gerar
campo magnético
• efeito fisiológico: choque
• efeito químico: produzir
reações químicas
• efeito luminoso: gerar
luz
CHOQUES ELÉTRICOS
Por que o choque ocorre?
Quando uma corrente elétrica atravessa nosso corpo, interfere
com as correntes internas carregadas pelos nervos e nos dá a
sensação de formigamento.
Para que isto ocorra, é necessário existir uma diferença de
potencial entre dois pontos do corpo: quanto maior esta diferença
de potencial, maior a corrente elétrica e maior o choque.
Normalmente, um dos pontos são os pés, que estão em
contato com o solo, e o outro ponto é o que entra em contato com
algum aparelho ou fio.
O valor da corrente depende de vários fatores, como a
voltagem e a resistência elétrica do caminho que ela percorre pelo
corpo. A resistência do corpo humano varia de pessoa para
pessoa e depende muito das condições da pele. A resistência do
corpo humano molhado é muito menor do que quando seco.
Molhado, a resistência baixa, e a corrente que passa pelo corpo
pode ser muito alta, mesmo para uma pequena tensão.
É interessante notar que os danos causados pelos choques são
mais relacionados com a corrente elétrica do que com as
voltagem. Choques fatais podem ocorrer com voltagens de
apenas 20V.
Danos ao corpo humano
Quando uma corrente passa pelo
corpo, os seguintes efeitos podem
ocorrer: sensação de formigamento,
dor, contração e espasmos musculares, A tabela indica os valores
aproximados de corrente e
alteração nos batimentos cardíacos,
os danos que causam.
parada respiratória, queimaduras e
morte. Os danos decorrem do fato de a
movimentação dos músculos e a
Corrente(em mA)
Danos que acarretam
transmissão de sinais nervosos se
darem pela passagem de pequenas
1 a 10
Leve formigamento
correntes elétricas.
Deve ser lembrado que também o
10 a 20
Dor e forte
‘formigamento’
trajeto que a corrente percorre no corpo
humano é um fator determinante dos
20 a 100
Convulsões e parada
danos causados. Os choques mais
respiratória
perigosos são os recebidos quando se
100 a 200
Fibrilação
segura um fio em cada mão, pois o
caminho da corrente passa próximo ao
Acima de 200
Queimaduras e parada
coração. Por isso os eletricistas evitam
cardíaca
utilizar as duas mãos ao mesmo tempo
quando mexem em um circuito elétrico
que pode estar energizado.
Situações perigosas e como evitar choques
Lembre-se sempre de que correntes elétricas podem matar e que o número
de acidentes é grande.
- Ao lidar com fios ou tomadas, certifique-se de que o disjuntor esteja
desligado. Mesmo assim antes de tocar em qualquer fio use uma chaveteste para verificar se existe ddp entre o fio e sue corpo.
- Tire da tomada qualquer equipamento antes de abri-lo . Não mexa nos
circuitos de equipamento sem conhecer detalhadamente a função de cada
componente (consertos devem ser feitos por especialistas) já que, mesmo
desligados, alguns componentes (como os capacitores) podem causar
violentos choques pois armazenam energia.
- Evite ao máximo usar aparelhos elétricos no banheiro ou nas proximidades
de piscinas. Quando o corpo esta molhado, a condução de eletricidade
através dele é facilitada e as chances de você sofrer lesões graves são
maiores.
- Caso tenha crianças pequenas em casa compre tapadores de tomadas para
evitar acidentes.
- Só use fios que estejam em perfeitas condições, inclusive para extensões
elétricas.
- Nunca toque fios que estão na rua, mesmo quando a companhia elétrica
indicou que a energia seria cortada.
A “conta de luz”
A conta de luz fornecida num período de tempo,
geralmente, de um mês marca o consumo medido pela
diferença de leituras e é expresso em KWh. Observe o
preço do KWh e os impostos que incidem sobre a conta e é
possível analisar o consumo de energia elétrica nos
diversos meses anteriores.
A unidade quilowatt.hora e a unidade usual de Energia
E = P.T
É isso!!!!