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) é o I, original do alemão
Intensität, que significa intensidade.
A unidade padrão no SI para medida de
intensidade de corrente é o ampère. A
corrente elétrica é também chamada
informalmente de amperagem.
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
•
• A figura mostra os
tipos mais comuns
de resistores
variáveis.
1ª Lei de OHM
Mantendo-se constante
a temperatura do resistor,
sua resistência elétrica
permanecera constante.
U
R
i
Unidade: Volt/Ampere(ohm,Ω)
Resistor ôhmico
2ª LEI DE OHM
L
A
 .L
R
A

= Resistividade do material (ohm.m))
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.
A unidade SI da resistividade é o ohm.metro (Ωm).
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.
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.
.
• Define-se
potência elétrica
como a razão
entre a energia
elétrica
transformada e o
intervalo de
tempo dessa
transformação.
Observe o quadro
ao lado:
Podemos
também calcular
a potência
elétrica através
da através da
tensão e da
corrente.
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.
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 ao lado:
Unidades de
potência e energia
elétrica
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:
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
35
89
50
108
• 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).
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
Integrando conceitos:
CHOQUES ELÉTRICOS
a) 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.
b)Danos ao corpo humano
Quando uma corrente passa pelo
corpo, os seguintes efeitos podem
ocorrer: sensação de formigamento,
dor, contração e espasmos musculares,
alteração nos batimentos cardíacos,
parada respiratória, queimaduras e
morte. Os danos decorrem do fato de a
movimentação dos músculos e a
transmissão de sinais nervosos se
darem pela passagem de pequenas
correntes elétricas.
Deve ser lembrado que também o
trajeto que a corrente percorre no corpo
humano é um fator determinante dos
danos causados. Os choques mais
perigosos são os recebidos quando se
segura um fio em cada mão, pois o
caminho da corrente passa próximo ao
coração. Por isso os eletricistas evitam
utilizar as duas mãos ao mesmo tempo
quando mexem em um circuito elétrico
que pode estar energizado.
• A tabela indica os valores
de aproximados de
corrente e os danos que
causam.
Corrente(em mA)
Danos que acarretam
1 a 10
Leve formigamento
10 a 20
Dor e forte
‘formigamento’
20 a 100
Convulsões e parada
respiratória
100 a 200
Fibrilação
Acima de 200
Queimaduras e parada
cardíaca
c) Situações de perigo e como evitar choques
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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 (multímetro) para verificar se existe tensão entre o fio e seu corpo.
Tire da tomada ou desconecte a bateria de qualquer equipamento antes de
abri-lo. Não mexa nos circuitos de equipamentos ou de um robô sem
conhecer detalhadamente a função de cada componente, consertos devem
ser feitos com este sempre desligado, porém mesmo desligados, alguns
componentes (como os capacitores) podem causar violentos choques pois
armazenam energia.
Evite ao máximo usar aparelhos elétricos em lugares alagados ou em suas
proximidades. Quando o corpo esta molhado, a condução de eletricidade
através dele é facilitada e as chances de você sofrer lesões graves são
maiores.
Só use fios que estejam em perfeitas condições, inclusive para extensões
elétricas e obedeça a padronização de cores (vermelho + e preto -).
Nunca toque fios em seus terminais ou desencapados, utilize ferramentas
adequadas e verifique antes se a energia foi cortada.