Corrente Elétrica e Eletrodinâmica

Corrente Elétrica

Eletrodinâmica

 eletrodinâmica é a parte da Física que estuda partículas elétricas em movimento, que, fluindo de maneira ordenada num condutor constituem uma corrente elétrica cuja descoberta provocou uma revolução tecnológica, com o advento da eletricidade.

As figuras abaixo mostram algumas das consequências da evolução da energia elétrica.    

 

Condutores elétricos

Para que um corpo seja condutor de eletricidade ele deve permitir que partículas eletrizadas (eletrons livres, íons positivos ou negativos,etc.) se movimentem em seu interior.

Tipos de materiais condutores de eletricidade

Condutores metálicos os portadores de carga elétrica que se movem no interior desses

condutores são os elétrons livres (fracamente ligados ao núcleo atômico, que estão mais afastados deles).

Além disso, os metais oferecem grande mobilidade aos eletrons livres permitindo que eles se espalhem por todo o metal.

Exemplos: cobre, ferro, chumbo, nquel, alumínio, prata, ouro, etc.

 Soluções eletrolíticas (condutores líquidos)  quem se desloca de maneira ordenada são osíons negativos e positivos (portadores de carga elétrica) que surgem da dissociação iônica decompostos ácidos, básicos ou salinos emsolventes.

No exemplo acima, a corrente elétrica é constituida de íons positivos se movendo no sentido do eletrodo negativo (anodo) e íons negativos em sentido contrário, em direção ao eletrodo positivo (catodo).

 Condutores gasosos  os gases, geralmente isolantes, podem ser ionizados na presença de

um forte campo elétrico eformar suas partículas portadoras de cargas, os íons e elétrons.

Quando ionizados, eles emitem luz. Os relâmpagos e raiosobedecem basicamente a esse mesmo princípio.

 

Corrente elétrica (i)

 

 Num fio metálico condutor, os elétrons livresnão estão em repouso e seus movimentos sãototalmente desordenados.

 Sentido da corrente elétrica  por convenção, o sentido da corrente elétrica é contrário ao sentido do movimento dos portadores de carga negativa

Assim, num condutor sólido, o sentido da corrente elétrica é contrário

ao do movimento dos elétrons livres, nos líquidos, contrário ao movimento dos íons negativos e nos gases, contrário ao do movimento dos elétrons.

Esta expressão fornece a intensidade média de corrente elétrica mas também pode medir corrente elétrica constante.

Tipos de correntes elétricas:

Corrente contínua (CC)  o sentido e a intensidade desse tipo de corrente permanece constante com o decorrer do tempo. Exemplos: baterias de carros e de motos (6V, 9V, 12V ou 24V), pilhas (1,5V), alimentam aparelhos eletrônicos

 e os circuitos digitais de computadores, modems, celulares,etc.

Corrente alternada (CA)  o sentido e a intensidade desse tipo de corrente variam periodicamente com o tempo.

corrente elétrica alternada, no Brasil, inverte seu sentido e retorna ao sentido original, 60 vezes por segundo, ou seja, sua freqüência é de 60 Hz.

 Efeitos da corrente elétrica 

a passagem da corrente elétrica através de diversos tipos de condutores provoca, dependendo da natureza dos condutores, diferentes efeitos:

  Efeito Joule (efeito térmico)  quando os elétrons livres que se movem ordenadamente no interior do condutor se chocam contra os átomos desse material eles recebem energia e, ao receberem essa energia, vibram mais intensamente.

Esse aumento vibratório dos átomos do condutor provoca um aumento de sua temperatura, liberando calor e aquecendo-o, provocando a transformação da energia elétrica em energia térmica (efeito Joule).

         

 Efeito fisiológico  quando a corrente elétrica flui através de organismos vivos ela atua diretamente sobre o sistema nervoso, que atua sobre os músculos do corpo, provocando contrações musculares.

 Efeito químico  trata-se de um fenômeno elétrico molecular,  que surge quando a corrente elétrica atravessa certas soluções eletrolíticas. O aproveitamento do efeito químico se dá, por exemplo, nas pilhas,

 exemplo, nas pilhas,na eletrólise, e também na galvanoplastia que consiste na cromação, niquelação e prateação de objetos, recobrindo-os com uma fina camada de cromo, níquel, e prata, respectivamente.

 

 Efeito magnético  este é o efeito mais importante da corrente elétrica,e surge pelo fato de a

 Efeito luminoso  trata-se  um fenômeno elétrico molecular e surge quando gases ionizados emitem luz ao serem atravessados por uma corrente elétrica. Como exemplo, temos as lâmpadas fluorescentes (usadas na iluminação de empresas), as lâmpadas de vapor de mercúrio (usadas na

iluminação de quadras esportivas), as lâmpadas de vapor de sódio (para iluminação de túneis e estradas), etc. onde ocorre transformação direta de energia elétrica em energia luminosa.

O que você deve saber, informações e dicas

 

 

Efeito Joule (efeito térmico)  quando os elétrons livres que se movem ordenadamente no interior do condutor se chocam contra os átomos desse material eles recebem energia e, ao receberem essa energia, vibram mais intensamente.

Esse aumento vibratório dos átomos do condutor provoca um aumento de sua temperatura, liberando calor e aquecendo-o, provocando a transformação da energia elétrica em energia térmica (efeito Joule).

Corrente contínua (CC)  o sentido e a intensidade desse tipo de corrente permanece constante com o decorrer do tempo. Exemplos: baterias de carros e de motos (6V, 9V, 12V ou 24V), pilhas (1,5V), alimentam aparelhos eletrônicos

 e os circuitos digitais de computadores, modems, celulares,etc.

Corrente alternada (CA)  o sentido e a intensidade desse tipo de corrente variam periodicamente com o tempo.

corrente elétrica alternada, no Brasil, inverte seu sentido e retorna ao sentido original, 60 vezes por segundo, ou seja, sua freqüência é de 60 Hz.

 Os fios metálicos tem formato cilíndrico por que os elétrons livres, pelo fato de repelirem (cargas de mesmo sinal se repelem), ficam distribuídos uniformemente na superfície do fio, e não em seu interior.

Se os fios tivessem formato quadricular, os elétrons livres continuariam na superfície, mas se acumulariam nas pontas, não ficando mais uniformemente distribuídos na superfície.

 

 Os elétrons, em um circuito no qual há uma corrente elétrica contínua, movem-se com velocidade muito pequena (apenas 0,1 mm/s, aproximadamente). Entretanto, quando ligamos o interruptor

do circuito, o campo elétrico que surge no condutor é estabelecido quase instantaneamente em todo fio, pois a velocidade de propagação desse campo é praticamente igual à da luz.

Então, em um tempo muito curto, todos os elétrons livres já estão em movimento, embora os elétrons que começaram a mover-se nas proximidades do interruptor só alcancem o filamento depois de um tempo muito longo.

 

Confira os exercícios com resolução comentada