Corrente Elétrica:

HISTÓRIA DA ELETRICIDADE

 TALES DE MILETO (600 a.C):

Foi descoberta por um filosofo grego chamado Tales de Mileto que, ao esfregar um âmbar a um pedaço de pele de carneiro, observou que pedaços de palhas e fragmentos de madeira começaram a ser atraídas pelo próprio âmbar. Do âmbar (gr. élektron) surgiu o nome eletricidade.

(Tales de Mileto)

(Eletrização Por Atrito)

WILLIAM GILBERT (1544):

  

Publica o trabalho sobre os ímãs, os corpos magnéticos e o grande imã terrestre. Estudou eletricidade estática em outros corpos. Foi o primeiro a usar os termos de força elétrica, atração elétrica, e polo magnético.

(William Gilbert)

(Campo Magnético e Imã)

CHARLES FRANÇOIS DU FAY (1698-1739):

Comprovou a existência de dois tipos de força elétrica: uma de atração, já conhecida, e outra de repulsão. Defendeu a existência de duas eletricidades, a vítrea e a resinosa.

(Charles François Fay)

BENJAMIN FRANKLIN (1706-1790):

  

Identificou as cargas positiva e negativa, demonstrou os raios são um fenômeno de natureza elétrica. Concluiu que todos os corpos possuem um tipo de "fluído elétrico” que não pode ser destruído (conservação da carga elétrica).

(Benjamin Franklin)

(Para-Raio)

LUIGI GALVANI (1750):

No século XVII foi feita a famosa experiência de Luigi Aloisio Galvani em que potenciais elétricos produziam contrações na perna de uma rã morta. Essa diferença foi atribuída por Alessandro Volta ao fazer contato entre dois metais à perna de outra rã morta. Essa experiência foi atribuída a sua invenção chama de pilha voltaica. Ela consistia em uma série de discos de cobre e zinco alterados, separados por pedaços de papelão embebidos por água salgada.

   (Luigi Galvani)

Com essa invenção de Galvani, obteve-se pela primeira vez uma fonte de corrente elétrica estável. Por isso, as investigações sobre a corrente elétrica aumentaram cada vez mais.

CORRENTE ELÉTRICA

Corrente Elétrica é o fluxo ordenado de partículas portadoras de cargas elétricas, ou também é o deslocamento de cargas dentro de um condutor, quando existe uma diferença de potencial elétrico entre as extremidades, caso contrário, as cargas movem-se caoticamente dentro do condutor.

Sentido de Corrente

• Corrente Convencional: Os cientistas que iniciaram os estudos em eletricidade definiram a corrente elétrica, como um fluxo de cargas positivas do polo positivo para o polo negativo da bateria. As cargas movem-se no sentido do Campo Elétrico.

•  Corrente real: Em um condutor metálico, as cargas em movimento são elétrons – mas a corrente ainda aponta no sentido do movimento de cargas positivas.

Corrente Alternada e Corrente Contínua

Corrente Alternada: Nesse tipo de corrente, o fluxo de elétrons que carrega a energia elétrica dentro de um fio não consegue um sentido único. Ora os elétrons vão para frente, ora para trás, mudando de rota 120 vezes por segundo. Essa variação é fundamental, pois, os transformadores que existem numa linha de transmissão só funcionam recebendo esse fluxo de elétrons alternado. Dentro do transformador, a voltagem da energia transmitida é aumentada, permitindo que ela viaje longe, desde uma usina até a sua casa. 

Corrente Contínua: Aqui o fluxo de elétrons passa pelo fio sempre no mesmo sentido. Como não há alternância, essa corrente não é aceita pelos transformadores e não ganha voltagem maior. Resultado: a energia elétrica não pode seguir muito longe. Por isso, a corrente contínua é usada em pilhas e baterias ou para percorrer circuitos internos de aparelhos elétricos, como um chuveiro.

Definição de Corrente

Se uma carga dq passa por um plano hipotético de área A de um condutor em um intervalo de tempo dt, a corrente i através dessa área é definida como:

Densidade de Corrente

Densidade de corrente elétrica é o vetor de magnitude igual à quantidade de carga elétrica por unidade de tempo que passa em determinada área superficial, e de direção e sentido dados pelo vetor normal à mesma área superficial.

a)     Qual a intensidade da corrente elétrica que atravessa essa seção normal?

b)    Se os portadores de carga são elétrons, quantos elétrons atravessam essa seção normal nesse intervalo de tempo?

Fontes: HALLIDAY, RESNICK, WALKER. Fundamentos de Física. Vol. 3. 8 ed. Editora LTC, 2009;
http://www.sofisica.com.br/;
http://mundoestranho.abril.com.br/materia/qual-a-diferenca-entre-corrente-alternada-e-corrente-continua;
http://coral.ufsm.br/cograca/graca5_1.pdf.

Resistência e Resistividade:

Resistência

Quando aplicamos uma diferença de potencial ás extremidades de barras de diferentes materiais obtemos diferentes valores de corrente elétrica. Isso porque cada uma delas oferece valores diferentes de resistência elétrica. A resistência elétrica, dada sob a grandeza Ω (Ohm), nada mais é que o exercício de oposição de um determinado corpo à passagem de corrente elétrica, transformando a energia elétrica em energia térmica.

Resistividade

Representa quanto o material se opõe a passagem da corrente elétrica, quanto menor for o valor da resistividade, mais fácil será a passagem de corrente elétrica. Analisando-se o material a um nível atômico.

Condutividade

É o inverso da resistividade, indica a facilidade com a qual o material é capaz de conduzir uma corrente elétrica.

Exemplo 1. Na figura ao lado temos o gráfico da tensão (U) aplicada a um condutor em função da intensidade da corrente (i) que o percorre. Determine o valor da resistência quando a tensão vale 20 V e 60 V.

Fonte: HALLIDAY, RESNICK, WALKER. Fundamentos de Física. Vol. 3. 8 ed. Editora LTC, 2009;

http://www.sofisica.com.br/.

1ª Lei de Ohm:

Embora os conhecimentos sobre eletricidade tenham sido ampliados, a Lei de Ohm continua sendo uma lei básica da eletricidade e eletrônica, por isso conhecê-la é fundamental para o estudo e compreensão dos circuitos eletroeletrônicos.  

Esta unidade vai tratar da Lei de Ohm e da forma como a corrente elétrica é medida. Desse modo, você será capaz de determinar matematicamente e medir os valores das grandezas elétricas em um circuito.

A partir de observações experimentais, conclui-se que o valor de corrente que circula em um circuito pode ser encontrado dividindo-se o valor de tensão aplicada pela sua resistência. Transformando esta afirmação em equação matemática, tem-se a Lei de Ohm:

Com base nessa equação, enuncia-se a Lei de Ohm: “A intensidade da corrente elétrica em um circuito é diretamente proporcional à tensão aplicada e inversamente proporcional à sua resistência”.

APLICAÇÃO DA LEI DE OHM

Utiliza-se a Lei de Ohm para determinar os valores de tensão (V), corrente (I) ou resistência (R) em um circuito. Portanto, para obter em um circuito o valor desconhecido, basta conhecer dois dos valores da equação da Lei de Ohm: V e I, I e R ou V e R.

Para determinar um valor desconhecido, a partir da fórmula básica, usa-se as operações matemáticas e isola-se o termo procurado .

 Fórmula básica:

 Fórmulas derivadas:

Para que as equações decorrentes da Lei de Ohm sejam utilizadas, os valores das grandezas elétricas devem ser expressos nas unidades fundamentais:

Observação

Caso os valores de um circuito estejam expressos em múltiplos ou submúltiplos das unidades, esses valores devem ser convertidos para as unidades fundamentais antes de serem usados nas equações.

 Estude a seguir um exemplo de aplicação da Lei de Ohm.

 Exemplo 1 - Vamos supor que uma lâmpada utiliza uma alimentação de 6V e tem 120 Ω de resistência. Qual o valor da corrente que circula pela lâmpada quando ligada?

Formulando a questão, temos:

Como os valores de V e R já estão nas unidades fundamentais: volt e ohm, basta aplicar os valores na equação:

O resultado é dado também na unidade fundamental de intensidade de corrente. Portanto, circulam 0,05 A ou 50 mA quando se liga a lâmpada.

Potência em Circuitos Elétricos:

Ao completar o circuito a carga dq tem seu potencial reduzido de V em um intervalo de tempo dt. Portanto, sua energia potencial é reduzida de um valor dado por:

Essa variação de energia se deve à uma conversão de energia elétrica para outra forma qualquer. A potência P dessa conversão é a taxa de transferência de energia.

A energia cinética do elétron permanece constante e a energia potencial elétrica é convertida em energia térmica no resistor.

Figura: Circuito simples, no qual há

conversão de energia elétrica em

energia térmica (resistor) e energia

luminosa (LED).