Eletroeletrônica A Eletricidade: A eletricidade é a parte da Física que estuda fenômenos associados às cargas elétricas. Os estudos na área são divididos em: eletrostática, eletrodinâmica e eletromagnetismo.
Eletricidade A palavra eletricidade tem origem no termo grego eléktron, que, em português, significa âmbar. O nome está ligado às primeiras observações e estudos sobre os fenômenos elétricos realizados por Tales de Mileto, por volta de 600 a.C., que foram feitos a partir do âmbar, uma resina fóssil que, ao ser atritada, adquire a capacidade de atrair pequenos objetos. Apesar das descobertas na área terem se iniciado na Grécia Antiga, o grande marco dos estudos na área foi a descoberta do elétron no século XIV feita por J. J. Thompson ao realizar a experiência com os raios catódicos. A eletricidade até hoje permitiu ao homem realizar feitos incríveis. Pequenos aparelhos como a Lâmpada elétrica, que permitiu a realização de atividades noturnas, são exemplos da grande mudança que essa área ocasionou na sociedade. Agora, a grande preocupação é obter novas fontes de energia que sejam menos agressivas ao meio ambiente e mais eficientes.
Eletricidade É impossível imaginar como seria nossa vida sem a eletricidade. Ela está presente em praticamente todos os momentos do nosso dia a dia, quando acendemos uma lâmpada, guardamos um alimento na geladeira para conservá-lo, ao assistirmos à TV, entre tantos outros. Portanto, precisamos dela para viver com qualidade e conforto. A eletricidade é definida como a parte da ciência que estuda fenômenos que ocorrem graças à existência de cargas elétricas nos átomos que compõem a matéria. Lembrando que os átomos são formados por prótons (portadores de carga positiva), nêutrons, que ficam no núcleo atômico, e por elétrons (portadores de cargas negativas) localizados ao redor do núcleo, em uma região denominada eletrosfera.
Eletricidade O ElĂŠtron
Eletricidade Os estudos nessa área são divididos em três partes: Eletrostática: estuda as cargas elétricas em repouso e abrange os conceitos de tipos de eletrização, força eletrostática, campo elétrico e potencial elétrico; Eletrodinâmica: responsável pelo estudo das cargas elétricas em movimento. Refere-se principalmente aos conceitos associados à corrente elétrica e aos circuitos elétricos com os seus componentes, como resistores, geradores e capacitores; Eletromagnetismo: é a parte da eletricidade que estuda a relação entre os fenômenos elétricos e magnéticos, sendo eles a corrente elétrica produzida pela variação de campo magnético, bem como o campo magnético gerado por uma corrente elétrica.
Eletricidade Carga Elétrica: é uma propriedade física fundamental que determina as interações eletromagnéticas. Esta carga está armazenada em grande quantidade nos corpos ao nosso redor. Convenciona-se a existência de dois tipos de carga, a positiva e a negativa, que, em equilíbrio, são imperceptíveis. Quando há tal igualdade ou equilíbrio de cargas num corpo, diz-se que está eletricamente neutro, ou seja, está sem nenhuma carga líquida para interagir com outros corpos. Um corpo está carregado eletricamente quando possui uma pequena quantidade de carga desequilibrada ou carga líquida. Objetos carregados eletricamente interagem exercendo forças, de atração ou repulsão, uns sobre os outros.
Eletricidade Corrente Elétrica Denominamos corrente elétrica a todo movimento ordenado de partículas eletrizadas. Para que esses movimentos ocorram é necessário haver elétrons livres no interior dos corpos. Corpos que possuem partículas eletrizadas livres em quantidades razoáveis são denominados condutores, pois essa característica permite estabelecer corrente elétrica em seu interior. Nos metais existe grande quantidade de elétrons livres, em movimento desordenado. Quando se cria, de alguma maneira, um campo elétrico no interior de um corpo metálico(condutor), esses movimentos passam a ser ordenados, constituindo a corrente elétrica. A unidade de medida da corrente elétrica é o Ampere – A A corrente elétrica é medida através do Amperímetro.
Eletricidade
Corrente ElĂŠtrica atravĂŠs de um condutor
Eletricidade Tensão elétrica, também conhecida como diferença de potencial (DDP), é a diferença de potencial elétrico entre dois pontos ou a diferença em energia potencial elétrica por unidade de carga elétrica entre dois pontos condutores. Para que haja Corrente Elétrica, primeiramente deve haver uma diferença de potencial elétrico (TENSÃO ELÉTRICA) entre dois condutores. Desta forma os elétrons fluem do potencial mais baixo para o mais alto. No caso de um fio fase com potencial de 127V e um neutro com 0V, por exemplo, a diferença de potencial entre eles é de 127V e, portanto, existe Corrente elétrica, ou seja os elétrons fluem do fio com 127V para o fio com 0V. A unidade de medida da Tensão Elétrica é o VOLT – V A tensão elétrica é medida através do Voltímetro.
Eletricidade Resistência Elétrica É a capacidade de um corpo qualquer se opor à passagem de corrente elétrica mesmo quando existe uma diferença de potencial aplicada. Quando uma corrente elétrica é estabelecida em um condutor metálico, um número muito elevado de elétrons livres passa a se deslocar nesse condutor. Nesse movimento, os elétrons colidem entre si e também contra os átomos que constituem o metal. Portanto, os elétrons encontram uma certa dificuldade para se deslocar, isto é, existe uma resistência à passagem da corrente no condutor.
Eletricidade Resistência Elétrica Os fatores que influenciam na resistência de um dado condutor são: 1. A resistência de um condutor é tanto maior quanto maior for seu comprimento. 2. A resistência de um condutor é tanto maior quanto menor for a área de sua seção transversal, isto é, quanto mais fino for a espessura do condutor. 3. A resistência de um condutor depende da resistividade do material de que ele é feito. A resistividade, por sua vez, depende da temperatura na qual o condutor se encontra. A unidade Resistência Elétrica é o Ohm – Ω A resistência elétrica é medida através do Ohmímetro.
Eletricidade O Circuito Elétrico
ESQUEMA FÍSICO
ESQUEMA ELÉTRICO
DEFINIÇÃO É um conjunto formado por um gerador ou um acumulador Elétrico, um condutor metálico em circuito fechado e um elemento capaz de utilizar a energia produzida pelo gerador
Eletricidade O Gerador Elétrico A corrente sempre existe enquanto há diferença de potencial entre dois corpos ligados, por um condutor, por exemplo, mas esta tem pequena duração quando estes corpos são eletrizados pelos métodos citados em eletrostática, pois entram rapidamente em equilíbrio. A forma encontrada para que haja uma diferença de potencial mais duradoura é a criação de geradores elétricos, que são construídos de modo que haja tensão por um intervalo maior de tempo. Existem diversos tipos de geradores elétricos, que são caracterizados por seu princípio de funcionamento, alguns deles são: 1. Gerador Luminoso – Placas Solares de Silício; 2. Gerador Mecânico – Hidroelétricas, Termoelétricas e Termonucleares; 3. Gerador Químico – Pilhas e Baterias, também chamados de acumuladores;
Eletricidade O Gerador mais Eficiente: Mecânico Principio de Funcionamento O funcionamento dos geradores mecânicos é baseado na Indução Eletromagnética (Faraday). Faraday descobriu que uma corrente elétrica era gerada ao posicionar um imã no interior de uma bobina de fio condutor. Símbolos
Eletricidade O Gerador mais Eficiente: Mecânico Principio de Funcionamento Lei da Indução de Faraday
Eletricidade O Gerador mais Eficiente: Eletromecânico Nada mais é que um motor funcionando em modo inverso: Bobina C
Bobina A
+X Volts AC
0 Volt
Imã
Bobina B Condutor A
Condutor C
u nd
to r
B
-X Volts AC 3 ondas elétricas alternadas defasadas em 120º Co
Princípio de funcionamento de um Gerador Elétrico Mecânico: Ao mover um imã em um eixo central, ele cria um campo magnético nas bobinas(fios condutores enrolados) que estão dispostas ao seu redor, gerando eletricidade em corrente alternada. A intensidade da tensão X e da corrente que flui pelos condutores são proporcionais aos tamanhos do Imã e das Bobinas.
Eletricidade O Gerador mais Eficiente: Mecânico
O gerador elétrico mecânico é um motor com o funcionamento inverso
Eletricidade Acumuladores de Eletricidade: Os Geradores não possuem a propriedade de guardar eletricidade, ou seja, toda a eletricidade gerada, ou é utilizada ou é perdida. Os acumuladores são dispositivos químicos capazes de receber eletricidade vinda dos geradores e a guardar por um longo período de tempo, de modo que esta energia seja utilizada posteriormente, mesmo na ausência do gerador. Exemplos mais comuns de acumuladores são as pilhas e as baterias(conjunto de pilhas ligadas em série ou em paralelo).
Pilha
Bateria
Eletricidade Acumuladores de Eletricidade:
Pilha
Bateria Pilhas e Baterias sĂŁo acumuladores quĂmicos
Eletricidade Acumuladores de Eletricidade: Associação de Pilhas
4,5mAh
Pilhas – Ligação em Série Multiplica-se a Tensão Mantêm-se a Corrente
18mAh
Pilhas – Ligação em Paralelo CARACTERÍSTICA
Mantêm-se a Tensão Multiplica-se a Corrente
Associação de Pilhas = BATERIA
Atividade 1. Defina Eletricidade. 2. Em quais partes está subdividido o estudo da Eletricidade? 3. "É responsável pelo estudo das cargas elétricas em movimento. Refere-se principalmente aos conceitos associados à corrente elétrica e aos circuitos elétricos com os seus componentes, como resistores, geradores e capacitores". Do que se trata o texto? 4. O que torna possível a existência da Corrente Elétrica? 5. Quais os fatores que influenciam na resistência elétrica em um condutor? 6. Como é gerada a eletricidade? 7. Cite pelo menos 3 tipos de usinas elétricas. 8. Explique como é feita a transmissão elétrica, desde sua geração até que chegue em nossas residências.
Atividade 9. Poderá existir corrente elétrica sem Tensão(DDP)? Justifique sua resposta. 10. Qual a unidade de medida da Tensão Elétrica? Através de qual equipamento ela pode ser medida? 11. Explique o principio de funcionamento dos gradores elétricos do tipo "mecânico". 12. Os Geradores não possuem a propriedade de guardar eletricidade, ou seja, toda a eletricidade gerada, ou é utilizada ou é perdida. Qual o dispositivo elétrico capaz de guardar eletricidade? Dê exemplos. 13. A Carga Elétrica é uma propriedade física fundamental que determina as interações eletromagnéticas. Quando pode-se dizer que um corpo está eletricamente NEUTRO?
Atividade 14. Cite uma característica de um condutor. 15. Qual a unidade de medida da Corrente Elétrica? Através de qual equipamento ela pode ser medida? 16. O que é um circuito elétrico? 17. Para que serve um gerador elétrico? Quais são os principais tipos de geradores elétricos?