CONCEITOS BASICOS
CONDUTORES E ISOLANTES
Condutor elétrico é todo meio material que
permite a passagem de elétrons. De forma geral, pode-se observar os metais são
bons condutores pois possuem “elétrons
livres” que são os elétrons da última camada de um átomo, também chamada
camada de valência e dessa forma são fracamente ligados ao núcleo da átomo. Os
bons condutores de eletricidade – metais como cobre, ouro, prata – têm apenas
um elétron na camada de valência.
É importante observar que existem condutores
nos estados sólido, líquido e gasoso:
·
Nos
sólidos (metais) os portadores de carga elétrica são os elétrons.
·
Nos
líquidos (soluções iônicas) os portadores de carga elétrica são os íons
(cátions e ânions)
·
Nos
gases condutores (gases ionizados) os portadores de carga elétrica são íons e
elétrons.
O isolante é o material que não permite ou
possui uma grande dificuldade na passagem dos elétrons. Os corpos não metais
como o vidro, borracha e plástico são exemplos de isolantes elétricos.
CORRENTE ELÉTRICA
Define-se
corrente elétrica como:
Movimento ordenado dos elétrons livres, devido a uma
diferença de potencial entre dois pontos do condutor.
A corrente elétrica pode ser do tipo eletrônica que é o movimento ordenado
de elétrons e ocorre principalmente nos metais. E pode ser iônica que se refere
a movimento de íons que pode ocorrer em fluídos.
Sentido da Corrente Elétrica
Num
condutor metálico, os elétrons livres se movimentam do pólo negativo para o
pólo positivo.
Para
estabelecer um padrão para o sentido da corrente elétrica, adota-se o sentido convencional,
ou seja, sentido da corrente é o sentido de movimento das cargas positivas
(teórico).
Intensidade da Corrente Elétrica
Considere
uma secção transversal de um fio condutor percorrido por uma corrente elétrica.
A grandeza física escalar intensidade de corrente elétrica (i) será definida como a razão entre a carga que passa pela secção e o intervalo de tempo para atravessá-la.
1mA =
10–3 A
O nome
ampère é uma homenagem ao cientista francês André Marie Ampère (1775-1836).
Importante
lembrar que a carga elétrica é determinada por:
Q = n . e
Onde:
n ® é o número de elétrons
que passa pela secção reta no respectivo tempo;
e ® é a carga elementar
do elétron (e = 1,6 . 10–19 C).
Para
medir a corrente, pode-se utilizar um instrumento de medida chamado
amperímetro.
No
caso de condutores iônicos, os cátions (+) e os ânions participam da corrente
iônica, A carga elétrica que atravessa uma secção transversal do condutor numa
unidade de tempo e determinado pela soma dos valores absolutos das cargas dos
cátions e dos ânions:
Q = |Qcátion|
+ |Qânions|
Gráfico i x t
Quando
a corrente elétrica varia com o tempo não se pode calcular a carga que
atravessou a secção transversal do condutor pela expressão Q = i . Dt . Neste caso, deve-se
construir o gráfico (i x t) que apresenta como a intensidade da corrente
elétrica varia com o tempo. Neste gráfico, a área é numericamente igual a carga
elétrica que atravessou a secção transversal o condutor no intervalo de tempo Dt.
Tipos de Corrente Elétrica
Podemos
classificar a corrente elétrica em função de sua intensidade e de seu sentido
no decorrer do tempo. Podemos, então, ter dois tipos de corrente elétrica:
Corrente Contínua
É
aquela cuja intensidade e sentido permanecem constantes no decorrer do tempo.
Este tipo de corrente é fornecido por pilhas comuns e baterias de automóvel. O
gráfico i x t:
Corrente Alternada
É
aquela cuja intensidade varia de forma senoidal com o tempo e o sentido inverte
periodicamente. Este tipo de corrente é usado nas residências. O gráfico i x t:
Tensão
ou ddp
Define-se
tensão elétrica a grandeza que indica qual a quantidade de energia elétrica foi
fornecida pelo gerador para cada unidade de carga elétrica que o atravessa.
Assim,
determina-se a tensão da seguinte forma:
Sendo a energia elétrica dada em joule (J) e a carga elétrica em Coulomb (C), a tensão é dada em J/C que é denominada volt (V).
