A PILHA ELÉTRICA VOLTAGEM CORRENTE ELÉTRICA

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Elisa Neves Carneiro
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2 VOLTAGEM A PILHA ELÉTRICA 3.1- A PILHA ELÉTRICA Fizeram muita coisa conosco. Construíram máquinas que nos tiravam dos átomos da superfície de um corpo e nos colocavam na superfície de um outro corpo. Com isto, um corpo ficava com carga positiva (falta de elétrons) e o outro com carga negativa (excesso de elétrons) onde nós, os elétrons, suplantávamos numericamente os prótons. Isto sempre cria uma tensão muito grande tanto nos prótons que sentiam a nossa falta e ficavam ávidos pelo nosso retorno, como em nós que concentrados no corpo negativo, ficávamos ansiosos para retornar ao nosso antigo lar. Você sabe que as cargas positivas e negativas atraem-se mutuamente, não é mesmo? Esta tensão que se cria quando os elétrons são separados dos prótons e que induzem os elétrons a retornarem aos átomos de origem é denominada pelos físicos e engenheiros como VOLTAGEM ou TENSÃO ELÉTRICA. CORRENTE ELÉTRICA Nós, os elétrons, sempre procuramos a companhia dos prótons. Quando somos separados ganhamos energia de quem nos separa. Ficamos mais energéticos e mais ansiosos para retornarmos ao local de origem. Sempre que entre nós e os prótons existir uma voltagem é por que estamos num lugar onde temos energia em excesso. Quando nós retornamos junto aos prótons devolvemos o excesso de energia em forma de energia elétrica para acender lâmpadas, movimentar motores, fazer a televisão funcionar, o radinho de pilha falar, e muitas outras coisas. Viu como somos úteis? Os elétrons em movimento constituem o que os físicos e engenheiros denominam de CORRENTE ELÉTRICA. É a corrente elétrica que transporta energia elétrica de um local para outro através dos fios.

Isto sempre cria uma tensão muito grande tanto nos prótons que sentiam a nossa falta e ficavam ávidos pelo nosso retorno, como em nós que concentrados no corpo negativo, ficávamos ansiosos para

3 A INVENÇÃO D Nós também podemos nos tornar majoritários num metal por meio de reação química. Exemplo: sempre que uma barra de zinco for colocada numa solução de sulfato de zinco, átomos de zinco se desprendem da barra sem nos levar juntos. Cada átomo de zinco que se desprende deixa 2 elétrons na barra. Assim a barra vai ficando cada vez mais negativa. E se existir um outro metal que fica menos negativo, tem-se uma voltagem entre os 2 metais e tendo voltagem podemos nos movimentar de uma barra para outra, gerando corrente elétrica. A PILHA DE LIMÃO OU BATATA Usando placas de zinco e cobre enfiadas em duas metades de limão ou de batata, pode-se obter uma pilha capaz de fazer funcionar uma calculadora. Os elétrons em excesso na placa de zinco movem-se ao longo do fio para a placa de cobre, antes passando pela calculadora, fornecendo energia para o seu funcionamento. ALESSANDRO VOLTA ( ), O INVENTOR DA PILHA Em 1800, Alessandro Volta cientista italiano, provou que apenas 2 metais diferentes imersos numa solução salina ou ácida, eram suficientes para produzir eletricidade e assim construiu a primeira pilha elétrica, conhecida como pilha voltaica. Uma pilha é um gerador no qual uma reação química espontânea produz energia elétrica. Existem as pilhas secas estas usadas em lanternas, radinhos, relógios cuja voltagem depende dos materiais. Em geral elas são de 1,5 volts. Existem também as baterias de carro que para funcionarem exigem um líquido no seu interior e elas podem ser de diversas voltagens. As mais comuns, as usadas em carro, são de 12 volts.

Cada átomo de zinco que se desprende deixa 2 elétrons na barra. Assim a barra vai ficando cada vez mais negativa.

4 3.2 - Nós não criamos energia. Quando nos separam dos prótons uma força nos puxa vencendo a força elétrica que nos une aos prótons. Para esta separação existe um trabalho realizado ou energia envolvida. Quanto mais somos afastamos dos prótons mais energia acumulamos. É essa energia acumulada que devolvemos, na forma de energia elétrica, quando retornamos a nossa posição inicial. Por isso nós não criamos energia, apenas transformamos em elétrica a energia que acumulamos quando nos separam dos prótons. Para que produzamos energia elétrica, necessitamos receber energia de outra forma. Apenas transformamos energia, não a criamos. ENERGIA POTENCIAL E ENERGIA CINÉTICA Imagine que a Terra seja os prótons e uma pedra os elétrons. A pedra tem peso por que a Terra a puxa para o seu centro, é a força da gravitação em ação. Da mesma forma o próton atrai o elétron, é a força elétrica em ação. Quando erguemos uma pedra exercemos uma força contra o peso da pedra. Neste processo nós realizamos trabalho que é acumulado pela pedra na forma de Energia Potencial. Quanto mais alto a pedra for erguida maior será a sua Energia Potencial. A Energia Potencial depende da altitude H. Quanto maior H, maior a Energia Potencial. Após solta a pedra cai. Na queda a altitude H diminui e, conseqüentemente, a Energia Potencial também diminui. Mas à medida que cai, a velocidade V da pedra aumenta. Dizemos que a Energia Cinética da pedra vai aumentando. A Energia Cinética é a energia que os corpos possuem devido à velocidade V. Maior a velocidade, maior a Energia Cinética. Então, à medida que a pedra cai, a Energia Potencial diminui e a Energia Cinética aumenta. Dizemos que, durante a queda da pedra, a Energia Potencial transforma-se em Energia Cinética. 33

É essa energia acumulada que devolvemos, na forma de energia elétrica, quando retornamos a nossa posição inicial.

5 ATIVIDADE: TRANSFORMAÇÃO DE ENERGIA POTENCIAL EM CINÉTICA Este brinquedo ilustra a transformação de Energia Potencial em Energia Cinética. Quando a bola é solta na altitude H ela possui Energia Potencial. À medida que cai ao longo da canaleta, a bola vai ganhando Energia Cinética e perdendo Energia Potencial. Verifique, visualmente, que quanto menor for a altitude H, menor a Energia Cinética da bola lá em baixo. O QUE FAZ UMA HIDRELÉTRICA FUNCIONAR? A palavra hidrelétrica é composta de duas outras: a) hidro que representa água ou Energia Potencial da água. b) elétrica que representa eletricidade ou Energia Elétrica. Portanto, hidrelétrica quer dizer energia elétrica obtida a partir da energia potencial da água As hidrelétricas necessitam de água represada numa barragem e de uma casa de força de modo que exista um desnível H com relação a água da represa. 34

Verifique, visualmente, que quanto menor for a altitude H, menor a Energia Cinética da bola lá em baixo. O QUE FAZ UMA HIDRELÉTRICA FUNCIONAR?

6 A figura ilustra uma turbina de uma pequena usina hidrelétrica. Na casa de força se localiza o coração da hidrelétrica: a turbina que gira o gerador eletromagnético para produzir energia elétrica que é levada pelos fios até as nossas casas, até a escola, até as industrias e até ao comércio. A turbina gira o gerador. E como a turbina é girada? A superfície da água na represa está a uma altura H da casa de força e portanto, tem Energia Potencial. À medida que a água cai, através dos dutos que a levam para a casa de força, a sua Energia Potencial vai se transformando em Energia Cinética. A Energia Cinética atinge o valor máximo quando a água bate nas pás da turbina. Na turbina a Energia Cinética da água se transforma em Energia de Rotação da turbina, fazendo com que ela adquira a capacidade de girar o gerador eletromagnético, produzindo Energia Elétrica.

industrias e até ao comércio. A turbina gira o gerador. E como a turbina é girada? A superfície da água na represa está a uma altura H da casa de força e portanto, tem Energia Potencial.

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