Eletricidade Geral Técnico em Automação Industrial Prof. Júlio
Capítulo 01 1 - Estrutura da MATÉRIA. Toda matéria é composta por ÁTOMOS. - Estrutura dos ÁTOMOS. A estrutura do átomo é composta pelo NÚCLEO e pela ELETROSFERA.
- NÚCLEO do Átomo. Possuí partículas sub-atômicas chamadas de PRÓTONS e NEUTRÔNS. - ELETROSFERA do Átomo. Possuí partículas sub-atômicas chamadas de ELÉTRONS.
2 – CARGAS elétricas. As partículas sub-atômicas possuem CARGAS ELÉTRICAS conforme descrito abaixo: - Nêutrons – Possuem carga elétrica NEUTRA. Carga Elétrica Nula - Prótons – Possuem carga elétrica de orientação POSITIVA. Carga Elétrica (+) - Elétrons – Possuem carga elétrica de orientação NEGATIVA. Carga Elétrica (-)
3 – Forças de ATRAÇÃO e REPULSÃO entre cargas elétricas. As cargas elétricas de um corpo se ATRAEM ou se REPELEM conforme a regra abaixo: - Cargas elétricas de SINAIS IGUAIS se REPELEM. - Cargas elétricas de SINAIS OPOSTOS se ATRAEM.
4 – ELETRIZAÇÃO (Ionização) dos corpos. Um corpo é considerado NEUTRO quando o seu número de PRÓTONS e ELÉTRONS são IGUAIS. Quando o número de PRÓTONS e ELÉTRONS de um corpo são DIFERENTES, dizemos que o corpo está ELETRIZADO (Ionizado): - Corpo NEUTRO (Não-Ionizado). Número de PRÓTONS e ELÉTRONS são IGUAIS. - Corpo ELETRIZADO (Ionizado). Número de PRÓTONS e ELÉTRONS são DIFERENTES.
– FORMAS de Eletrizar (Ionizar) um corpo. Podemos eletrizar um corpo de 03 formas: - Eletrização pelo ATRITO; - Eletrização pelo CONTATO; - Eletrização pela INDUÇÃO.
– Eletrização por ATRITO. Transferência de elétrons através do atrito entre dois corpos NEUTROS diferentes. O corpo A ficará eletrizado NEGATIVAMENTE (Excesso de elétrons) e o corpo B ficará eletrizado POSITIVAMENTE (falta de elétrons).
– Eletrização por CONTATO.
Transferência de elétrons pelo contato entre um corpo neutro e um corpo eletrizado, ou entre dois corpos eletrizados. Enquanto houver DIFERENÇA de CARGAS , haverá TRANSFERÊNCIA de ELÉTRONS.
ELetrização por CONTATO. Corpo neutro (Qtde. elétrons=prótons)
Corpo Eletrizado (Excesso de 6 elétrons)
Corpo Eletrizado
Corpo Eletrizado
(Excesso de 3 elétrons)
(Excesso de 3 elétrons)
– Eletrização por INDUÇÃO. Ocorre quando INDUZIMOS uma REORGANIZAÇÃO das CARGAS ELÉTRICAS em um corpo neutro através da aproximação de um corpo eletrizado. Após induzirmos esta reorganização, conectamos um cabo à terra para “drenarmos” as cargas positivas deste corpo. Lembrando que o número de prótons em um corpo sempre será o mesmo.
5 – Modelo Atômico e Elétrons “livres”. Conforme já estudamos, toda matéria é composta por elétrons e estes por sua vez são formados basicamente pelo núcleo e pela eletrosfera. Este modelo atômico, assemelha-se ao nosso sistema solar, onde o Sol é o núcleo do átomo, as órbitas dos planetas é a eletrosfera e os planetas são os elétrons. Um átomo pode ter no máximo 07 camadas “órbitas” (K;L;M;N;O;P e Q) na sua eletrosfera, sendo a última camada chamada de camada de valência. Devido os elétrons desta camada de valência estarem mais distantes do núcleo do átomo (prótons), as forças de atração entre os elétrons e os prótons do núcleo são pequenas e os elétrons podem facilmente desprenderem-se da sua órbita tornando-se um “elétron livre”. São estes elétrons-livres que conduzem a corrente elétrica em um circuito.
Camadas da Eletrosfera e Elétrons “livres”.
Camadas da Eletrosfera
Elétron-livre
6 – Carga Elétrica FUNDAMENTAL. Definição: É a menor carga elétrica que já foi medida. É equivalente a carga de um próton ou um elétron. Unidade – Coulomb. Símbolo – (C). Valor – 1,6 x 10-19 C.
7– Carga Elétrica de um Corpo. Definição: É a quantidade de carga elétriCA fundamental (quantidade de elétrons e/ou prótons) que um corpo possui e pode ser expressa através da fórmula:
Q=nxq Onde: Q = carga elétrica do corpo. n = número de prótons ou elétrons em excesso de um corpo. q = carga elétrica fundamental
8 - CONDUTORES ELÉTRICOS Definição: Materiais cujo os elétrons da última camada (camada de valência) estão fracamente ligados ao prótons do núcleo do átomo, sendo que uma pequena quantidade de energia é capaz de transformá-los em elétrons-livres conduzindo facilmente a eletricidade,
Exemplos de condutores elétricos: - Ferro - Alumínio - Cobre - Latão - Ouro - Metais em geral
9 - ISOLANTES ELÉTRICOS Definição: Materiais cujo elétrons da última camada (camada de valência) estão fortemente ligados aos prótons do núcleo do átomo sendo necessário uma grande quantidade de energia para torná-los elétrons-livres. São capazes de conduzirem uma quantidade muito pequena ou nula de eletricidade.
Exemplos de isolantes elĂŠtricos: - Vidro - Borracha - PlĂĄstico - Agua pura - PVC - Porcelana - Ar seco
10 – LEI DE COULUMB Quando dois corpos se aproximam, surge entre eles uma força (F) de atração ou repulsão, conforme a orientação das cargas elétricas. A força (F) que surge entre os dois corpos eletrizado segue a lei descrita abaixo: - É diretamente proporcional ao produto (multiplicação) de suas cargas elétricas. - É inversamente proporcional ao quadrado da distância entre os corpos.
LEI DE COULUMB:
F = (K.Q.q) / d2 Onde: F = Forças de atração e repulsão, expressa em Newton (N). K = Constante 9 x 109 Q e q = Intensidade das cargas elétricas dos corpos, expressa em Coulumb (C). d = Distância entre as cargas elétricas, expressa metros (M).
11 – CAMPO Elétrico É a região influenciada ao redor de uma carga elétrica. As linhas de força também chamadas de linhas de campo, são linhas imaginárias que nunca terminam em um espaço livre.
11 – DIREÇÃO das linhas de campo. Cargas Positivas As linhas do campo elétrico de uma carga elétrica positiva têm a direção de afastarem-se da mesma. Cargas Negativas As linhas do campo elétrico de uma carga elétrica negativa têm a direção de aproximarem-se da mesma.
DIREÇÃO das linhas de campo – Força de atração Cargas Positivas
Cargas Negativas