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Eletricidade

O que é a eletricidade?

A eletricidade dá força dinâmica a muitas coisas que utilizamos. Alguns objetos como o comando da televisão ou os "GameBoys" usam a eletricidade armazenada nas baterias como energia química. Outros usam a eletricidade contida nas tomadas por meio da uma ficha elétrica.

A energia que existe nas tomadas das nossas casas vem de outro sítio. Ela chega-nos através de fios elétricos.

Mas como é que a energia elétrica vem por um fio sólido? E um fio não é como uma mangueira por onde corre a água?

Vamos tentar responder a estas perguntas

Qualquer material é composto por átomos, cada átomo contém pequenas partículas sendo uma delas o electrão. Estes electrões giram à volta do centro, ou do núcleo do átomo tal como a lua gira à volta do sol.

Eletricidade
Eletricidade

O núcleo é constituído por neutrões e protões. Os electrões têm carga negativa, os protões têm carga positiva e os neutrões são eletricamente neutros, ou seja, a sua carga não é nem positiva nem negativa.

Em alguns tipos de átomos os electrões são pouco ligados ao núcleo podendo facilmente saltar para outro átomo. Quando estes electrões de movem de átomo em átomo cria-se uma corrente elétrica.

Isto é o que acontece num fio. A deslocação dos electrões ao longo do fio criam a corrente elétrica

Eletricidade
Eletricidade

Há materiais que conduzem melhor a eletricidade que outros, o que é medido através da sua resistência. Quanto menor a resistência do fio melhor é a condução elétrica, pois significa que os electrões estão menos ligados ao seu núcleo. A resistência dos fios depende da sua grossura, comprimento e composição.

O cobre é dos metais com menor resistência elétrica e, por isso, é usado regularmente como condutor elétrico. Os fios elétricos que passam pelas paredes de tua casa chegando ás lâmpadas e tomadas são quase sempre de cobre.

A força elétrica que desloca o electrão é medida em volts. Em Portugal usam-se 220 volts de energia elétrica para todas as aplicações elétricas. Na América usam-se 110 volts para aplicações regulares e 220 volts para grandes aplicações.

As baterias contêm energia química armazenada. Quando os químicos reagem entre si produzem uma carga elétrica. Esta carga transforma-se em energia elétrica quando ligados a um circuito.

Eletricidade
Partes de uma pilha regular

Dentro deste circuito podemos ter uma lâmpada e um botão para ligar/desligar. A lâmpada transforma a energia elétrica em luz e calor. Através de uma bateria também podemos criar calor. Quando existe corrente elétrica, a resistência causa fricção e a fricção causa calor, quanto maior a resistência mais quente se torna.

Por exemplo, um secador contém um pequeno rolo de fios com grande resistência que quando ligado gera calor, secando assim o teu cabelo.

Tenta a seguinte experiência: esfrega um balão numa camisola de lã ou no teu cabelo. Depois encosta-o à parede, se o largares ele permanece lá (como se estivesse colado).

Agora esfrega dois balões um no outro, segura-os pelas pontas e junta-os. Vais verificar que eles se repelem. Ao friccionar os dois balões eles adquirem eletricidade estática. Ao esfregar o balão, ele adquirir electrões extra da camisola ou do cabelo ficando negativamente carregado. A carga negativa do primeiro balão atrai a carga positiva da parede, assim o balão mantêm-se, por alguns instantes, suspenso na parede. Os dois balões friccionados adquirem carga negativa.

Ora, sabendo que a carga negativa repele a carga negativa e a positiva repele a positiva, os dois balões de carga negativa repelem-se, afastando-se naturalmente um do outro.

Eletricidade
Eletricidade

A eletricidade estática também te pode dar choque. Experimente arrastar os pés em cima de uma carpete, ao tocares num metal qualquer pode sair uma faísca entre ti e o objeto metálico.

Esta reação acontece porque através da fricção os teus pés adquirem electrões que se espalham pelo teu corpo. Quando tocas num metal de carga positiva a eletricidade do teu corpo transfere-se para a do metal provocando um choque.

Outro tipo de eletricidade estática é aquela que se vê durante uma trovoada. Nas nuvens cinzentas concentram-se cristais de água que chocam uns com os outros. Deste modo, as nuvens ficam tão carregadas que os electrões saltam para o chão ou para outra outras nuvens, criando uma corrente elétrica chamada relâmpago.

Geradores, Turbinas e Sistemas de Condução elétrica

A eletricidade desloca-se nos fios elétricos até acender as lâmpadas, televisões, computadores e todos os outros aparelhos eletrônicos.

Mas de onde é que vem a eletricidade?

Sabemos que a energia não pode ser gerada, mas sim transformada. Nas barragens e outras centrais elétricas a energia mecânica é transformada em energia elétrica.

O processo inicia-se com o aquecimento de água em grandes caldeiras. Nestas, queimam-se combustíveis para produzir calor e ferve-se a água de forma a transformá-la em vapor. O vapor é condensado em alta pressão na turbina, que gira a grande velocidade; o gerador ligado á turbina transforma a energia da rotação mecânica da turbina em eletricidade. Vamos aprofundar melhor este processo.

Em muitas caldeiras, a madeira, o carvão, o petróleo ou o gás natural são queimados para produzir calor. O interior da caldeira é constituído por uma série de tubos de metal por onde passa água corrente. A energia calorífica aquece os tubos e a água até ferver. A água ferve a 100º Celsius ou a 212º Fahrenheit. A turbina contém várias lâminas semelhantes a uma ventoinha. O vapor da água chega ás lâminas que começam a girar. O gerador encontra-se ligado á turbina e recebe a sua energia mecânica transformando-a em energia elétrica.

O gerador é constituído por um imã gigante situado dentro de um círculo enrolado com um grande fio. O eixo que liga a turbina ao gerador está sempre a rodar; ao mesmo tempo que a parte magnética gira. Quando o fio ou outro condutor elétrico atravessa o campo magnético produz-se uma corrente elétrica. Um gerador é o contrário de um motor elétrico. Em vez de usar a energia elétrica para por a trabalhar o motor ou leme como nos brinquedos elétricos, o eixo da turbina põe a trabalhar o motor que produz a eletricidade.

Depois do vapor passar pela turbina vai para um zona de arrefecimento e em seguida é canalizada pelos tubos de metal para novo aquecimento nas caldeiras.

Existem centrais elétricas que usam energia nuclear para aquecer a água, noutras a água quente vem naturalmente de reservatórios subterrâneos sem queimar nenhum combustível.

Fonte: www.abcdaenergia.com

Eletricidade

O QUE É A ELETRICIDADE ?

A eletricidade é um fenômeno natural. Resulta da existência de cargas elétricas nos átomos que constituem a matéria. No núcleo dos átomos há cargas elétricas positivas fixas (protões) e em torno do núcleo há cargas elétricas negativas móveis (eletrões).

Eletricidade
Eletricidade

O átomo está em equilíbrio elétrico, ou seja, o balanço da sua carga elétrica total é zero, pois há igual número de cargas positivas e negativas. Se forem extraídos eletrões a um átomo, este equilíbrio é quebrado e o átomo fica ionizado. Quer isto dizer que fica com excesso de carga positiva. Existem substâncias, como o vidro, a ebonite, o âmbar e outras que apresentam esta propriedade de se ionizar quando são friccionadas.

Verifica-se que dois corpos eletrizados próximos um do outro exercem forças entre si, de atração se as eletrizações dos dois forem de sinal contrário (uma positiva e outra negativa)

Eletricidade

e de repulsão se forem do mesmo sinal.

Eletricidade

Eletricidade

O físico francês Coulomb estudou este fenômeno e estabeleceu experimentalmente uma fórmula para calcular esta força (Lei de Coulomb).

Se for estabelecida a ligação entre dois corpos eletrizados em que haja diferença entre si na concentração de cargas, verifica-se o aparecimento de uma corrente elétrica de cargas de um para o outro, até ser estabelecido o equilíbrio de potencial entre os dois corpos.

Eletricidade

Todos os fenômenos elétricos resultam deste comportamento.

O Homem aprendeu a criar diferenças de potencial artificialmente, primeiro por fricção dos corpos e depois por outros processos, por forma a poder produzir correntes elétricas e utilizar os seus efeitos. Os aparelhos que originam estas diferenças de potencial (ddp) são os geradores elétricos.

Além das forças elétricas já referidas, verifica-se que uma corrente elétrica dá origem a um fenômeno chamado eletromagnetismo. Trata-se da criação de uma zona em torno de um condutor na qual se manifesta a atração de certos materiais chamados ferromagnéticos, como o ferro. O cobre, por exemplo, não apresenta esta propriedade.

Como foi inventada a eletricidade ?

A eletricidade não foi inventada , pois sempre existiu na Natureza. O que se inventaram foram processos de a “produzir” artificialmente.

A forma mais visível de manifestação da eletricidade é uma trovoada.

Eletricidade
Trovoada - Eletricidade

A trovoada resulta de descargas elétricas no ar ou entre o céu e a terra.

Uma maneira muito menos violenta de produzir eletricidade é friccionar um pente num tecido de lã. O pente fica capaz de atrair pequenos pedaços de papel.

Pode atrair o cabelo quando este está seco.

Há mais de 2000 anos, já os antigos gregos conheciam esta propriedade quando friccionavam o âmbar.

A primeira máquina elétrica geradora de eletricidade (por fricção) foi construída no século XVII pelo alemão Otto von Guericke e era constituída por uma esfera de enxofre com um eixo ligado a uma manivela. Girando a manivela, a esfera friccionava um pano de lã e produzia eletricidade da mesma forma que a descrita com o pente.

As experiências com a eletricidade continuaram e prolongaram-se pelo século XVIII. Por esta época, os fenômenos elétricos eram mal conhecidos, assim como os seus perigos. A eletricidade tornou-se moda e era usada para animar festas na alta sociedade e em recintos públicos, onde as pessoas se dispunham a receber choques elétricos por diversão. A primeira vítima conhecida de experiências com eletricidade foi um pardal. O infeliz animal sucumbiu a um choque elétrico durante uma experiência realizada pelo padre Nollet, quando estudava a possibilidade de utilizar os choques elétricos para tratar doentes paralíticos. O choque foi produzido pela chamada garrafa de Leida, criada em 1745, que podia ser carregada com eletricidade. Esta garrafa é a precursora dos hoje denominados capacitores, componente muito utilizado em eletrônica.

Antes do aparecimento da garrafa de Leida, a energia elétrica produzida era gasta de imediato. Outra forma de armazenamento surgiu com a utilização da energia química. O primeiro aparelho deste tipo foi a pilha de Volta, precursora das atuais pilhas. O acumulador de chumbo foi inventado por Planté e permite a carga e descarga sucessivas. É utilizado naquilo que se chama bateria. Hoje em dia há mais tipos de baterias.

Os geradores eletromagnéticos permitiram produzir eletricidade em grandes (e também em pequenas) quantidades.

O inglês Michael Faraday descobriu em 1832 um fenômeno chamado de indução eletromagnética que está na base do funcionamento do gerador eletromagnético de corrente elétrica.

Este tipo de gerador desenvolveu-se a partir desta data. O inventor que construiu a primeira máquina, ainda em 1832, foi P.M.

Quem era ?

Não se sabe. Esta máquina produzia corrente alternada. No mesmo ano outro inventor construiu um gerador de corrente contínua .

O alternador (nome por que é conhecido o gerador de corrente alternada) é a máquina mais usada para produzir eletricidade, existindo em todas as centrais elétricas desde as hidroelétricas até às nucleares.

ELEKTRON

A palavra ELETRICIDADE deriva da palavra grega ELEKTRON e foi introduzida no século XVI por William Gilbert, médico da rainha Isabel I de Inglaterra.

Elektron foi o nome que os gregos deram ao âmbar.

O âmbar é uma resina fóssil, de uma espécie de pinheiro já desaparecida, tem uma côr amarela semi-transparente e, por combustão, tem um aroma muito agradável. É bonito e fácil de trabalhar, sendo muito apreciado sob a forma de contas, em colares e outros ornamentos.

Têm sido encontrados fósseis de insetos no seu interior.

Ao friccionar um bocador de âmbar é possível atrair com ele bocados de algodão, palha e outras substâncias leves. Isto deve-se a um fenômeno chamado eletricidade estática.

Já no sexto século antes de Cristo os gregos conheciam este fenômeno. É referido, a este propósito, o nome de Thales de Mileto, como tendo efetuado esta experiência.

Fonte: www.geocities.com

Eletricidade

PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO

Tanto elétrons quanto prótons criam em torno de si uma região de influência, ou campo de força. Quando um elétron e um próton se aproximam o suficiente para que seus campos de força possam influir um sobre o outro, eles se atraem mutuamente. Mas se dois elétrons põem em contato seus campos de força eles se repelem entre si. O mesmo acontece quando 2 elétrons se aproximam.

Para designar essas atrações e repulsões, convencionou-se dizer que as partículas possuem algo chamado carga elétrica, que produz os campos de força. Os elétrons possuem carga elétrica negativa e os prótons positiva. As cargas opostas se atraem e as cargas iguais se repelem.

Um pedacinho de seda possui uma quantidade imensa de átomos. Em cada um deles, o número de prótons é igual ao de elétrons.

Se de alguns átomos forem retirados alguns elétrons, haverá um desequilíbrio: o número de prótons ficará maior e o corpo ficará eletrizado positivamente. Ao contrário, se forem adicionados elétrons, de forma que o número destes seja maior que o de prótons, o corpo ficará com excesso de elétrons e ficará eletrizado nagativamente. Caso o pedaço de seda tenha átomos com igual número de elétrons e prótons, ele não estará eletrizado. Uma carga anula e outra e o corpo fica neutro eletricamente.

Através do atrito, dois materias diferentes podem ficar eletrizados. Ao se atritar seda com vidro, por exemplo, a seda torna-se carregada negativamente e o vidro fica com carga positiva.

Isso é devido à passagem de alguns elétrons do vidro para a seda: esta fica com excesso de elétrons e o vidro com deficiência. O mesmo acontece quando se penteia o cabelo.

O atrito faz com que o pente fique eletrizado, o que pode ser verificado aproximando-o de pequenos pedaços de papel: estes são atraídos pelo pente.

Mas por que isso ?

Os prótons saem muito dificilmente dos núcleos dos átomos onde se encontram. Ao contrário, os elétrons de certas substâncias saem facilmente do átomo em torno do qual giravam, passando para outros. Dizemos que um corpo está eletrizado quando está com excesso de cargas positivas ou negativas. E que ele é neutro se tiver um número igual de elétrons e prótons.

Se aproximarmos um corpo eletrizado de um corpo neutro, produz-se uma movimentação de cargas dentro do corpo neutro. Se o corpo eletrizado estiver com excesso de cargas positivas, muitas cargas negativas dentro do corpo neutros serão atraídas pelo corpo carregado positivamente e se dirigirão para a extremidade que ele está tocando. Com isso, a extremidade oposta ficará com deficiência de elétrons e excesso de prótons. O objeto, anteriormente neutro, passou a ter as duas extremidades opostamente eletrizadas.

Esse fenômeno de separação das cargas pela simples aproximação de um objeto eletrizado explica o poder de atração do pente sobre os pedacinhos de papel.

O atrito com o cabelo eletriza o pente.

Quando ele se aproxima do papel, as cargas deste se separam: as do mesmo sinal do pente são atraídas, as do sinal contrário serão repelidas. Isso fará com que o pente puxe o papel.

ISOLANTES E CONDUTORES

A contenção de correntes mediante a utilização de materiais (isolantes) que oferecem alta resistência à passagem de corrente, suportam altas voltagens sem se romper, e não se deterioram com o tempo. A resistência à luz solar, chuvas, faíscas e abrasão também pode ser importante. A resistência elétrica dos isolantes costuma cair com a temperatura (com exceção do papel e do asbesto) e a presença de impurezas químicas.

As propriedades mecânicas desejadas variam conforme a aplicação: fios requerem revestimentos flexíveis, feitos de materiais plásticos como o cloreto de polvinil, enquanto o vidro e a porcelana são usados em dispositivos rígidos, como nos isolantes destinados a apoiar cabos de alta tensão. Em geral, bons isolantes térmicos são bons isolantes elétricos.

Condutores elétricos são substâncias (geralmente metais) cuja condutividade elevada as torna capazes de transmitir correntes elétricas. Geralmente são usadas em forma de fios ou cabos. O melhor condutor é a prata mas, por razões econômicas, o mais usado é o cobre.

As cargas elétricas podem ser transportadas por elétrons, como nos metais (condutores de 1¦ espécie) ou por íons, como nos eletrólitos (condutores de 2¦ espécie), ou ainda, por elétrons e íons, como nos gases rarefeitos dos tubos de descarga elétrica (condutores de 3¦ espécie).

Fonte: www.enaol.com

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