Nesta matéria, você conhecerá os princípios da
eletricidade e do eletromagnetismo, bases
fundamentais para se compreender a eletrônica.
Aborda:
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Eletricidade
Estrutura do átomo e as cargas elétricas
Campo elétrico
Potência elétrica
Tensão, corrente e resistência elétrica.
Energia elétrica
A Eletricidade está presente em, praticamente,
todos os momentos de nossas vidas.
A eletricidade é uma energia que pode ser
transformada facilmente em outra forma de
energia.
Energia Térmica
Energia Mecânica
Energia Luminosa
Eletricidade é uma ciência exata, podemos calcular
seus valores, medir, aplicar e controlar seus
efeitos. Ao mesmo tempo, ela é bastante abstrata,
pois não podemos vê-la, não tem cor ou cheiro.
Por outro lado, o corpo humano é bastante
sensível à passagem de correntes elétricas.
Portanto, conhecer os princípios que regem a
eletricidade
é
importante
para
todos,
principalmente para os alunos que pretende atuar
na área de eletricidade, eletrônica, eletrotécnica,
eletromecânica e automação.
Vamos começar, então, estudando a estrutura doas
átomos e as cargas elétricas.
O Estudo da eletricidade deve começar
necessariamente com uma revisão dos conceitos
básicos sobre estruturas das materiais e sua
relação com a eletricidade.
Vamos estudar, então, a natureza elétrica da
matéria, relembrando como é sua estrutura,
começando com o elemento.
O elemento é uma substância que não pode se
decompor em outras substâncias nem por
processo químico nem por processo mecânico.
A menor poção de um elemento que pode ser
dividido sem perder suas propriedades químicas e
física é chamada de átomo.
O conceito do átomo pode ser estabelecido com
base no modelo descrito pelo cientista Niels Bohr,
em 1913. O modelo descreve o átomo com um
formato esférico possuindo um pequeno núcleo,
no centro, circundado por um determinado de
camadas concêntricas. *que tem um centro em comum
O núcleo contém partículas com cargas positivas,
denominadas prótons, e partículas eletricamente
neutras, denominadas nêutrons.
Os elétrons, negativamente carregados, está
distribuídos nas camadas em torno do núcleo do
átomo.
O número de elétrons e prótons são iguais,
produzindo uma carga neutra no átomo.
A figura abaixo mostra um modelo do átomo de
hélio e lítio.
2 Elétrons
Núcleo
2 Prótons
2 Nêutrons
3 Elétrons
Núcleo
3 Prótons
4 Nêutrons
O número de nêutrons pode ser diferente do
número de prótons. Os prótons e os elétrons é que
dão lugar aos fenômenos elétricos. Os elétrons
giram em uma órbita ao redor do núcleo, o que
chamamos de camada. Podemos denominar as
camadas por letras, e essas possuem um número
máximo de elétrons.
A melhor forma de entender as propriedades
elétricas
do
átomo
é
estudarmos
o
comportamento do átomo de hidrogênio, pela sua
simplicidade, ou seja, por possuir apenas um
próton e um elétron.
Força centrífuga
Força elétrica
de atração
Como vimos o elétron descreve uma órbita ao
redor do núcleo. Para estabelecer-se em uma
trajetória, o elétron sofre uma força que tende a
afastá-lo do núcleo, conhecida como força
centrifuga.
Ao mesmo tempo, ele sofre uma força de atração
de origem elétrica, igual ao valor da força
centrífuga, mantendo o elétron em sua órbita
circular.
Considerou-se que:
 Os prótons são partículas com carga elétrica positiva,
encontrada no núcleo de um átomo.
 Os elétrons são partículas com carga elétrica negativa e
estão distribuídos fora do núcleo central.
 Os nêutrons são eletricamente neutros, encontrado no
núcleo do átomo.
Com esses conhecimentos da estrutura dos átomos
dos diversos elementos da matéria, podemos
explicar vários experimentos. Por exemplo ao
friccionarmos uma peça de plástico com um tecido
de lã, elétrons passam do tecido para peça de
plástico que passa a possuir mais elétrons e tornase um corpo carregado negativamente.
elétrons passam
do tecido para
peça de plástico
O plástico que passa a
possuir mais elétrons e
torna-se
um
corpo
carregado negativamente
Ao mesmo tempo, o
tecido de lã perdeu
elétrons,
torna-se
carregado positivamente.
Da mesma forma, se friccionarmos uma peça de
vidro em um tecido de seda, elétrons saem da
peça de vidro e se acumulam no tecido de seda.
Assim, a peça de vidro fica carregada
positivamente e o tecido de seda, negativamente.
A repulsão ocorre quando os corpos
estão carregados de mesmo sinal. A
atração ocorre quando os corpos estão
carregados com sinais diferentes.
Em algumas situações, causadas por forças
externas, como uma bateria ou aplicação de calor,
ocorre um distúrbio que faz os elétrons da ultima
camada soltarem do seu núcleo e se moverem em
uma determinada direção.
O resultado desse movimento desordenado de
elétrons é chamado de fluxo de corrente de
elétrons. Mas, este é um assunto que estudaremos
em outro nas próximas aulas.
Marque com X a resposta correta.
Exercício 1
Eletricidade é uma manifestação de uma forma de energia associada
ao movimento ordenado dos:
a) ( ) planetas;
b) ( ) elétrons;
c) ( ) prótons;
d) ( ) núcleos atômicos.
Exercício 2
O pólo negativo de uma fonte de tensão elétrica é assim chamado porque,
comparado ao seu pólo positivo, ele possui:
a) ( ) menos elétrons;
b) ( ) a mesma quantidade de elétrons;
c) ( ) mais elétrons;
d) ( ) mais corrente.
Exercício 3
Em um circuito elétrico, a corrente é contínua quando os elétrons
movimentam-se sempre:
a) ( ) no mesmo sentido;
b) ( ) mudando de sentido;
c) ( ) da direita para a esquerda;
d) ( ) em estrutura cristalina.
Exercício 4
Associe a primeira coluna à segunda coluna:
1. ( ) Oposição à passagem de corrente
elétrica.
2. ( ) Diferença de potencial elétrico capaz
de gerar corrente elétrica.
3. ( ) Energia elétrica desenvolvida num
intervalo de tempo.
4. ( ) Movimento ordenado dos elétrons.
a)
Tensão elétrica
a)
Corrente elétrica
a)
Resistência elétrica
a)
Potência elétrica