Apostila de Física 25 – Corrente Elétrica

1.0 Definições

Gerador elétrico:

Mantém entre seus terminais (pólos) uma diferença de potencial elétrico.

Pólo positivo – Maior potencial.

Pólo negativo – Menor potencial.

Considere um condutor elétrico em equilíbrio eletrostático – Elétrons livres

estão em movimento desordenado.

Ligando-se esse condutor a um gerador elétrico, ele fica submetido ao campo

elétrico do gerador.

Os elétrons atuam em movimento ordenado – Corrente elétrica.

A parte da Eletricidade que estuda a corrente elétrica chama-se Eletrodinâmica.

2.0 Intensidade da Corrente Elétrica

Na ligação entre um condutor metálico e um gerador, os elétrons passam pela

seção transversal do condutor num intervalo de tempo.

A intensidade de corrente elétrica é a relação entre a carga do elétron e o

intervalo de tempo:

Corrente contínua constante:

Toda corrente de sentido e intensidade constante com o tempo.

A intensidade média da corrente elétrica em qualquer intervalo de tempo é

a mesma.

Corrente alternada – Muda periodicamente de intensidade e sentido.

Unidade da corrente elétrica – Ampère (A):

Miliampère (mA) = 10-3

A.

Microampère (μA) = 10-6

A.

A unidade Coulomb é definida pela unidade Ampère – 1 Coulomb é a

carga elétrica que atravessa, durante 1 segundo, a seção transversal de um

condutor pelo qual circula uma corrente elétrica de intensidade 1 Ampère.

3.0 Sentido da Corrente Elétrica

O sentido do movimento dos elétrons é oposto ao sentido do campo elétrico no

interior do condutor metálico.

Corrente convencional:

O sentido da corrente elétrica é igual ao sentido do campo elétrico no

interior do condutor.

É imaginada como sendo constituída de cargas positivas em movimento.

Sai do pólo positivo par ao pólo negativo – Tem sentido contrário ao

sentido real de movimento dos elétrons.

4.0 Circuito Elétrico

O conjunto de aparelhos com os quais se podem estabelecer uma corrente

elétrica.

Gerador – Parte interna do circuito.

Demais aparelhos – Parte externa do circuito.

Fechar circuito – Efetuar a ligação que permite a passagem da corrente elétrica.

Abrir circuito – Interrompera ligação que permite a passagem da corrente

elétrica.

As operações acima se efetuam por meio da chave Ch.

5.0 Efeitos da Corrente Elétrica

O efeito da corrente elétrica ao passar nos condutores depende da natureza do

condutor e da intensidade da corrente.

5.1 Efeito Fisiológico

Passagem de corrente elétrica em organismos vivos.

Age no sistema nervoso provocando contrações musculares – Choque elétrico.

Pior caso de choque:

A corrente elétrica entra por uma mão e sai por outra.

Atinge o tórax de ponta a ponta – Grande chance de atingir o coração e a

respiração.

Valor mínimo de intensidade de corrente elétrica que percebemos é 1 mA –

Sensação de cócegas ou formigamento.

10 mA – Perda de controle dos músculos, sendo difícil abrir a mão e livra-se do

contato.

Valor mortal está entre 10mA e 3A – Se atingir o coração, tem intensidade

suficiente para mudar seu ritmo. Se a intensidade for mais alta, pode paralisar o coração.

5.2 Efeito Térmico (Joule)

Choque de elétrons livres contra os átomos dos condutores.

Os átomos vibram mais intensamente ao receberem energia – Quanto maior a

vibração, maior será a temperatura do condutor.

O efeito é o aquecimento do condutor.

Usado em aquecedores.

5.3 Efeito Químico

São as determinadas reações químicas que ocorrem quando a corrente elétrica

atravessa soluções eletrolíticas.

Aplicação em recobrimento de metais.

5.4 Efeito Magnético

Se manifesta pela criação de um campo magnético na região em torno da

corrente.

É constatada pelo uso da bússola.

É mais abordado em eletromagnetismo.

6.0 Medida da Intensidade de Corrente Elétrica

Amperímetros medem a intensidade de uma corrente elétrica.

Possuem 2 terminais acessíveis e devem ser colocados no circuito de modo que

a corrente a ser medida possa atravessá-los.

Circuitos que oferecem 1 caminho para a corrente – A intensidade de corrente é

a mesma em todos os pontos.

Circuitos que oferecem mais de 1 caminho para a corrente:

Dividida em ramos.

Nós – Os pontos nos quais a corrente se divide.

Cada ramo produz uma intensidade ‘i1’ e ‘i2’.

Regra dos nós – Em um nó, a soma das intensidades de corrente que

chegam é igual à soma das intensidades de corrente que saem.

7.0 Energia e Potência da Corrente Elétrica

Considere 2 pontos ‘A’ e ‘B’ de um trecho em um circuito.

O movimento das cargas elétricas só será possível se for mantida a ddp entre os

pontos ‘A’ e ‘B’.

Trabalho das forças elétricas ao atravessar o trecho AB:

7.1 Primeiro Caso –

Se , então .

A energia elétrica da corrente diminui.

O movimento é espontâneo.

O trabalho é motor.

A potência elétrica consumida é:

A energia elétrica ‘EEL’ consumida no trecho AB é:

7.2 Segundo Caso –

Se , então .

A energia elétrica da corrente aumenta.

O movimento é forçado.

O trabalho é resistente.

É o caso do gerador elétrico.

A potência elétrica e a energia elétrica ‘EEL’ são fornecidas pelo gerador.

7.3 Unidades de Energia e Potência Elétrica

Geralmente grava-se nos aparelhos elétricos a potência elétrica que eles

consomem e a ddp a que devem ser ligados.

A potência é medida em quilowatts (kW – 10³W).

No Sistema Internacional de Unidades, a energia elétrica é medida é Joule:

Usualmente, a energia elétrica é medida em quilowatt-hora (kWh).