Eletrodinamica - PDF

Circuito Elétrico
Para entendermos o funcionamento dos aparelhos elétricos, é necessário
investigar as cargas elétricas em movimento ordenado, que percorrem os circuitos
elétricos. Eletrodinâmica é o ramo da física que estuda as cargas em movimento.
Circuito elétrico é a ligação de componentes elétricos: resistores, capacitores,
fontes de tensão, interruptores etc.
Na imagem acima temos o exemplo de um circuito elétrico, composto de:
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Um gerador elétrico (pilha), capaz de estabelecer um fluxo ordenado de
elétrons, acendendo a lâmpada;
Fios condutores de eletricidade, constituídos de materiais que tem a
capacidade de conduzir cargas elétricas, propriedade chamada de
condutividade elétrica;
Interruptor, que permite a passagem de carga quando ativado.
São necessários esses componentes capazes de fornecer e transmitir a corrente
elétrica para o funcionamento de um aparelho elétrico. Um circuito é dito aberto
quando pelo menos um de seus conectores não está em contato com outro, não
permitindo a passagem de cargas e é chamado de circuito fechado quando todos
os seus conectores estão em contato, o que permite a passagem de cargas
elétricas.
Corrente elétrica: Fluxo de elétrons (cargas) ordenado pelo condutor, ou seja,
quantidade de elétrons que passa por um condutor pelo tempo que gasta. A
unidade de corrente elétrica no S.I. é AMPÉRE - A. Uma variação muita utilizada
desta unidade é o mA que é igual a 1 * 10-3 A.
Efeitos da corrente elétrica: Quando uma corrente elétrica atravessa um circuito,
alguns efeitos podem ser observados, sendo os efeitos, térmico, magnético,
químico e fisiológico, os principais.
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Efeito térmico: Quando os elétrons atravessam um condutor, eles
enfrentam uma resistência em sua passagem em razão da estrutura atômica
do material, provocando um aquecimento. Efeito este chamado de efeito
térmico (Lei de Joule). Ex: Ferro de passar roupa, chuveiro, aquecedores
elétricos etc.
Efeito magnético: Quando a corrente percorre um fio condutor, ele passa a
apresentar propriedades magnéticas (como um ímã). Todo fio condutor
percorrido por corrente gera um campo magnético. Ex: Eletroímãs, motores
elétricos.
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Efeito químico: Quando a corrente atravessa determinadas substâncias, ela
desencadeia diversas reações químicas.
Efeito fisiológico: Nosso corpo é composto em maior parte por água, sendo
assim, ele é um bom condutor e por isso sentimos choques elétricos, pois a
corrente passa pelos nervos e músculos provocando este efeito.
Corrente contínua é aquela em que o fluxo de elétrons é contínuo sem alternar
seu sentido de deslocamento no decorrer do tempo. Ex: pilhas, fontes de celular.
Corrente alternada é aquela em que o fluxo de elétrons alterna seu sentido de
deslocamento no decorrer do tempo. Ex: usinas, corrente que chega até sua casa.
Geradores elétricos
Dispositivo capaz de fazer as cargas elétricas se deslocarem pelo circuito. Ele
transforma algum tipo de energia em energia elétrica.
A pilha é um gerador químico, pois, transforma energia química (através de
reações químicas) em energia elétrica.
A maioria das usinas utilizam geradores para transformar energia mecânica em
energia elétrica. Ex: Usinas hidrelétricas (força das águas) e usinas eólicas
(vento).
Diferença de Potencial: A tensão elétrica ou DDP está associada à capacidade
de um gerador de fornecer energia elétrica a um aparelho. Devido à interação
elétrica (atração e repulsão), as cargas elétricas possuirão energia potencial
(acumulada), sendo o potencial elétrico a grandeza que relaciona cargas e a
energia elétrica.
A unidade de media de tensão é o Volt (V). Ex: tensão da rede elétrica doméstica
127 V ou 220 V.
Resistência elétrica: é a propriedade física que os materiais apresentam de
dificultar a passagem de cargas elétricas, ou seja, é a capacidade de um corpo
qualquer se opor à passagem de corrente elétrica. Ex: chuveiro elétrico.
A unidade de resistência elétrica é chama Ohm (Ω - letra grega ômega).
Características que influenciam a resistência elétrica: comprimento do material
(L) quanto mais longo maior é sua resistência, a espessura do condutor (A)
quanto mais espesso menor é sua resistência, a resistividade do material que
constitui o condutor e a temperatura (quanto maior a temperatura, maior é sua
resistência elétrica).
Lei de Ohm: a tensão elétrica entre as extremidades de qualquer ponto do
circuito é igual ao produto da corrente elétrica e da resistência, isto é, se a
resistência elétrica for constante, a tensão elétrica é diretamente proporcional à
corrente, ou seja:
U: diferença de potencial (DDP) ou tensão
R: resistência elétrica
I: corrente elétrica
Esta relação é chama de Lei de Ohm.