Tensão: é a força que impulsiona os elétrons, também conhecida como f.e.m. (força eletromotriz) é medida em volts. “Existe uma diferença de potencial de 1 volt (V) entre dois pontos se acontece uma troca de energia de 1 joule (J) quando se desloca uma carga de 1 coulomb (C) entre estes dois pontos”,

Corrente: é o movimento ordenado dos elétrons. Quando  6.24x10e18 elétrons atravessam em um segundo, com velocidade uniforme, uma seção reta de um condutor qualquer, diz-se que este escoamento de carga corresponde a 1 ampere. A unidade de corrente é o Ampere (A).

I=corrente

Q= carga

T=tempo

Resistencia: é toda oposição oferecida a passagem da corrente. Esta oposição, resultado das colisões entre Elétrons e entre elétrons e átomos do material, converte energia elétrica em calor e é chamada Resistência do material, ou seja, a Resistência é a propriedade dos materiais de se opor ou resistir ao movimento dos elétrons. Assim, para que elétrons possam passar através de um material é necessária a aplicação de uma tensão para fazer passar a corrente. Num condutor elétrico, a resistência varia com a área da seção transversal (S) e com o comprimento do condutor ( l ) ou seja:

ρ= resistividade especifica do material(Ω.m)

l=comprimento (m)

S= área da seção transversal (m²)

Condutância: O inverso da resistência é denominado Condutância (G) e a unidade utilizada para a condutância no SI é denominada Siemens. 

Lei de Ohm: “ A intensidade a corrente em um condutor é diretamente proporcional a Tensão (força eletromotriz) e inversamente proporcional a resistência.

I = Corrente

V = Tensão

R = Resistencia

Geradores: dispositivo que realiza a transformação de uma forma qualquer de energia em energia elétrica:

a) Geradores químicos: transforma energia química em elétrica. Ex.: pilhas e baterias

b) Geradores mecânicos: transformam energia mecânica em energia elétrica. Ex.: geradores das usinas hidrelétricas.

c) Geradores nucleares: transformam energia nuclear em energia elétrica. Ex. : Usina nuclear de Angra dos Reis

d) Geradores solares: transformam energia luminosa ou solar em energia elétrica. Ex.: placas fotovoltaicas

e) Geradores térmicos: transformam energia térmica em energia elétrica. Ex.: usinas que transformam energia de materiais combustíveis para acionar turbinas que moverão geradores.

Sentido da corrente:

Benjamim Franklim foi o responsável por estabelecer a convenção de que o sentido da corrente partia do polo positivo para o negativo. Portanto este sentido é convencional.

Muito tempo após o estabelecimento do sentido convencional descobriu-se as partículas constituintes do átomo e a partícula que se movia, o elétron, o que deu origem ao sentido eletrônico, elétrico ou real.

Tipos de corrente elétrica:

Corrente continua: tem como característica não alterar sua polaridade no tempo.

Exemplo: pilhas e baterias.

Corrente alternada: como o próprio nome sugere a corrente alternada alterna constantemente sua polaridade no tempo.

Exemplo: geradores ligados as turbinas das hidroelétricas.

Trabalho elétrico: pode-se dizer que trabalho é a transformação de uma energia em outra. Sempre que ocorre trabalho há movimento. O trabalho elétrico consiste em movimento de cargas em um condutor, ou seja, quanto maior a quantidade de cargas em movimento maior o trabalho.

W = Trabalho elétrico (joule)

V = Tensão (volts)

Q = Carga elétrica (coulomb)

Sabemos que:

I= corrente(ampere)

t= tempo (segundo)

Portanto:

Conclui-se que:

Potência elétrica: é a capacidade de realização de um trabalho no tempo. Como a energia, no sistema internacional, é medida em Joules (J) e o tempo em segundos (s), a unidade da potência é joules/segundo (J/s). Esta unidade em sistemas elétricos e eletrônicos recebeu o nome de watt (W), ou seja: 1 watt = 1 joule/segundo (J/s).

A potência consumida por um componente ou sistema elétrico pode ser calculada em termos da tensão aplicada ao componente e da corrente que o atravessa. Este fato é demonstrado a seguir.

Energia: é a quantidade de potência consumida no tempo. Exemplo:

Uma lâmpada de 100w é ligada durante 08h durante 20 dias. O consumo é dado em kWh.

Outras unidades de potência:

HorsePower (H.P) = 746Watts

Cavalo-Vapor (C.V) = 736 Watts

RENDIMENTO OU EFICIÊNCIA

Todo equipamento energizado transforma essa energia em outra forma de energia, seja em forma de calor, luz etc.

Parte da energia aplicada ao equipamento é consumida no funcionamento do mesmo, ou seja, não resulta em uma nova energia, mas é usada para que o equipamento se mantenha. Ao se relacionar a energia resultante com a energia aplicada obtém-se um índice que indica o quanto de energia foi efetivamente transformada.

η= rendimento

We=energia de entrada

Ws=energia de saída

Aulas eletricidade I

Conceitos inicias:

Matéria: é tudo que ocupa lugar no espaço. EX.: madeira, ferro, água, etc. A matéria é composta por substâncias, que por sua vez são compostas por moléculas.

Molécula: a menor parte em que se possa dividir uma substância, sem que ela perca todas as suas características. Moléculas são constituídas de átomos, cuja quantidade difere entre as substâncias. Ex.: água H2O (dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio).

Substância, em Química, é qualquer espécie de matéria formada por átomos de elementos específicos em proporções específicas.

Substância simples é toda substância pura formada de um único elemento químico.

Substâncias compostas são puras, porém formadas por diferentes elementos químicos

Átomo é a unidade fundamental da matéria, é a menor fração capaz de identificar um elemento químico. É formado por um núcleo, que contém nêutrons e prótons, e por elétrons que circundam o núcleo.

Nêutron não tem carga e é formada por partículas ainda menores, as quais recebem o nome de quarks. O nêutron, é formado por dois quarks down e um quark up.

O próton ou protão é uma partícula subatômica, de símbolo p ou p⁺, com uma carga elétrica positiva de +1e carga elementar e com uma massa ligeiramente menor do que a de um nêutron. Composição: 2 quarks up 1 quark down.

Os elétrons são partículas de carga negativa que ficam girando ao redor do núcleo atômico e possuem massa 1836 vezes menor que a dos prótons e nêutrons. Pertence à primeira geração da família dos léptons, e considera-se que são partículas elementares porque não possuem componentes conhecidos.

Eletrização

A única modificação que um átomo pode sofrer sem que haja reações de alta liberação e/ou absorção de energia é a perda ou ganho de elétrons. Por isso, um corpo é chamado neutro se ele tiver número igual de prótons e de elétrons, fazendo com que a carga elétrica sobre o corpo seja nula. Pela mesma analogia podemos definir corpos eletrizados positivamente e negativamente.

Um corpo eletrizado negativamente tem maior número de elétrons do que de prótons, fazendo com que a carga elétrica sobre o corpo seja negativa. Um corpo eletrizado positivamente tem maior número de prótons do que de elétrons, fazendo com que a carga elétrica sobre o corpo seja positiva. Eletrizar um corpo significa basicamente tornar diferente o número de prótons e de elétrons (adicionando ou reduzindo o número de elétrons).

Eletrização por Atrito:

Este processo foi o primeiro de que se tem conhecimento. Capaz de atrair pequenos pedaços de palha e penas. Dois corpos neutros feitos de materiais distintos, quando são atritados entre si, um deles fica eletrizado negativamente (ganha elétrons) e outro positivamente (perde elétrons).

Quando há eletrização por atrito, os dois corpos ficam com cargas de módulo igual, porém com sinais opostos.

Eletrização por contato:

Outro processo capaz de eletrizar um corpo é feito por contato entre eles.

Se dois corpos condutores, sendo pelo menos um deles eletrizado, são postos em contato, a carga elétrica tende a se estabilizar, sendo redistribuída entre os dois, fazendo com que ambos tenham a mesma carga, inclusive com mesmo sinal.

Eletrização por indução eletrostática:

Este processo de eletrização é totalmente baseado no princípio da atração e repulsão, já que a eletrização ocorre apenas com a aproximação de um corpo eletrizado (indutor) a um corpo neutro (induzido).

O processo é dividido em três etapas:

- Primeiramente um bastão eletrizado é aproximado de um condutor inicialmente neutro, pelo princípio de atração e repulsão, os elétrons livres do induzido são atraídos/repelidos dependendo do sinal da carga do indutor.

- O próximo passo é ligar o induzido à terra, ainda na presença do indutor.

Desliga-se o induzido da terra, fazendo com que sua única carga seja a do sinal oposto ao indutor.

Após pode-se retirar o indutor das proximidades e o induzido estará eletrizado com sinal oposto à carga do indutor e as cargas se distribuem por todo o corpo.

Elétrons livres

São chamados elétrons livres os que são encontrados nas órbitas mais externas dos átomos assim sofrendo fraca influência do núcleo do átomo. Átomos que possuem a última camada composta por oito elétrons são chamados de isolantes, oferecendo grande dificuldade a circulação de corrente.

 Carga elétrica

Quando se faz necessário quantificar cargas usa-se a unidade de medida Coulomb, que expressa o valor de 6,28 x 18e18

  elétrons.

O que a Lei de Coulomb enuncia é que a intensidade da força elétrica de interação entre cargas puntiformes é diretamente proporcional ao produto dos módulos de cada carga e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. Ou seja:

Lei de Du Fay

Cargas de mesma polaridade se repelem, e cargas com polaridades opostas se atraem.

Corrente elétrica é o fluxo ordenado de partículas portadoras de carga elétrica, ou também, é o deslocamento de cargas dentro de um condutor, quando existe uma diferença de potencial elétrico entre as extremidades.

Para calcular a intensidade da corrente elétrica (i) na secção transversal de um condutor se considera o módulo da carga que passa por ele em um intervalo de tempo, ou seja:

Tensão elétrica, também conhecida como diferença de potencial, é a diferença de potencial elétrico entre dois pontos ou a diferença em energia potencial elétrica por unidade de carga elétrica entre dois pontos.

Símbolo	Unidade
A	ampère (unidade de corrente)
V	volt (unidade e tensão)
W	watt (unidade de potência)
Ohm	Ohm (unidade de resistência)
H	henry (unidade de indutância)
F	farad (unidade de capacitância)
Hz	hertz (unidade de freqüência)
C	Coulomb
S	segundos

Símbolo	Fração/Múltiplo
p	pico (1 trilionésimo 10E-12)
n	nano (1 bilionésimo 10E-9)
µ	micro (1 milionésimo 10E-6)
m	mili (1 milésimo 10E-3)
k	kilo (1 milhar 10E3)
M	mega (1 milhão 10E6)
G	giga (1 bilhão 10E9)

“Não se consegue chegar a um destino diferente sem que se tome um caminho diferente”

Boa sorte.