Unidade 2 ELETRICIDADE. Físico químicas - 9º ano de escolaridade

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1 Físico químicas - 9º ano de escolaridade Unidade 2 ELETRICIDADE Compreender o que é a corrente elétrica. Conhecer as regras de segurança elétrica. Identificar os principais componentes de um circuito e o seu modo de funcionamento. Reconhecer os símbolos utilizados e associá-los aos respetivos componentes. Instalar circuitos em série e em paralelo e distinguir o que os carateriza. Reconhecer os significados de diferença de potencial e de intensidade de corrente. Realizar a instalação correta de voltímetros e amperímetros e relacionar os valores medidos. Distinguir corrente contínua de corrente alternada. O que é a eletricidade Componentes e esquemas de circuitos elétricos Instalação em série e em paralelo. Diferença de potencial e intensidade da corrente elétrica Resistência elétrica Lei de Ohm Potência elétrica; energia elétrica. Efeitos da corrente elétrica. Reconhecer o significado de resistência elétrica. Distinguir materiais condutores e isoladores. Verificar experimentalmente a Lei de Ohm, Reconhecer condutores óhmicos e não-óhmicos. Relacionar a energia com a potência. Determinar os custos energéticos de diferentes equipamentos. Explorar os efeitos químicos, magnéticos e térmicos da corrente elétrica. Reconhecer a aplicação dos diferentes efeitos da corrente elétrica quer em equipamentos domésticos quer em industriais. 2 Unidade 2 CIRCUITOS ELÉTRICOS E ELETRÓNICOS Unidade 2 CIRCUITOS ELÉTRICOS E ELETRÓNICOS Durante muitos séculos, atribuiu-se ao fenómeno natural da trovoada uma causa divina: tratava-se de uma obra resultante da fúria dos deuses. Benjamin Franklin, que não acreditava na fúria dos deuses, tentou encontrar para este fenómeno uma explicação científica. Considerou que as faíscas eram fenómenos elétricos, hipótese que provou com a seguinte experiência: Construiu um papagaio com quatro ripas de madeira de cedro e um lenço de seda. Usou seda em vez de papel porque aquela não humedece tanto e não se rasga tão facilmente durante a trovoada. O papagaio subiu no ar, por ação do vento, preso por um fio. Franklin teve também a ideia de pregar um prego numa das ripas do papagaio e de suspender uma chave, por meio de um fio de seda, junto da extremidade do fio por onde segurava o papagaio. Num dia de trovoada, fez subir o papagaio nos ares e resguardou-se debaixo de um telhado Observou, então, que ligeiras faíscas saltavam da chave. O papagaio, eletrizado pelas nuvens, conduziu a descarga elétrica produzida pela trovoada. Qual terá sido o resultado da experiência? Com base nos teus conhecimentos, consegues dar uma resposta a cada uma das seguintes questões? 1.O que é a trovoada? 2.O que é a carga elétrica? 3.Quando é que dizemos que um corpo está eletrizado? 4.Qual a função do prego pregado nas ripas do papagaio? 5.Qual a função da chave suspensa no fio? 6.Quais as propriedades do papagaio que permitiram que conduzisse a corrente elétrica? 7.Que tipo de materiais foram usados na experiência? 8. Como se gera? 9.É possível transportar corrente elétrica? 10.Porque é que B. Franklin se abrigou num telheiro, porque não se abrigou debaixo de uma árvore? 11.O que é o choque elétrico? 12.Quais as consequências de um choque elétrico? 13.É possível medir a corrente elétrica? No final do capítulo revê as tuas respostas e tentar reformulá-las!!! 3 4 1

2 Físico químicas - 9º ano de escolaridade Unidade 2 ELETRICIDADE O que é a corrente elétrica Bons e maus condutores elétricos O que é um circuito elétrico Sentido real e sentido convencional da corrente elétrica Componentes e esquemas de circuitos elétricos Instalação de circuitos simples Compreender fenómenos elétricos do dia a dia, descrevendo-os por meio de grandezas físicas, e aplicar esse conhecimento na montagem de circuitos elétricos simples (de corrente contínua), medindo essas grandezas. Dar exemplos do dia a dia que mostremo uso da eletricidade e da energia elétrica. Associar a corrente elétrica a um movimento orientado de partículas com carga elétrica (eletrões ou iões) através de um meio condutor. Dar exemplos de bons e maus condutores (isoladores) elétricos. Distinguir circuito fechado de circuito aberto. Indicar o sentido convencional da corrente e o sentido do movimento dos eletrões num circuito. Identificar componentes elétricos, num circuito ou num esquema, pelos respetivos símbolos e esquematizar e montar um circuito elétrico simples. 5 6 A eletricidade e o dia a dia A energia elétrica é hoje um bem essencial. A sua falta impede-nos de realizar praticamente todas as tarefas diárias. A corrente elétrica é um fluxo ou movimento orientado de partículas eletricamente carregadas que pode ser temporária ou permanente, através de um circuito fechado. Corrente elétrica Temporária Permanente Fig. 1 Uso da eletricidade A eletricidade é necessária em praticamente todos os tipos de atividades. - É do tipo da que é produzida quando ocorre, por exemplo, um relâmpago. - Permite manter um fluxo contínuo de cargas elétricas 7 8 2

3 Corrente elétrica contínua e alternada Os portadores de carga elétrica podem ser eletrões ou iões. Nos metais, ligas metálicas e grafite materiais sólidos que são bons condutores da corrente elétrica -, os portadores de carga elétrica são eletrões. Nas soluções boas condutoras da corrente elétrica, os portadores de carga elétrica são iões (átomos ou grupos de átomos que perderam ou captaram eletrões). Recordo que A matéria é constituída por átomos. Estes são formados por: -Protões com carga elétrica positiva. -- eletrões com carga elétrica negativa. -- neutrões sem carga elétrica. Para se produzir uma corrente elétrica é necessário uma fonte de energia. Pode ser: -uma central elétrica, cuja energia elétrica é transferida até às tomadas de nossas casas; -Uma pilha; -Um painel solar, -Uma turbina eólica. Nos metais, ligas metálicas e grafite, a corrente elétrica é um movimento orientado de eletrões livres. Nas soluções boas condutoras, a corrente elétrica é um movimento orientado de iões positivos, num sentido, e de iões negativos, em sentido oposto. Os geradores de energia ou geradores elétricos não geram energia, apenas transferem energia para o circuito, obrigando os portadores de carga elétrica a terem um movimento orientado no circuito, gerando-se assim uma corrente elétrica. Quando ligas um aparelho elétrico a uma tomada estás a introduzi-lo num circuito gigante cuja fonte de energia é a central elétrica Corrente elétrica contínua e alternada Sentido real e sentido convencional da corrente elétrica As fontes de energia podem gerar dois tipos de corrente Uma corrente contínua que é uma corrente elétrica que tem sempre o mesmo sentido. Uma corrente alternada que é uma corrente elétrica que muda periodicamente de sentido. Sentido real os eletrões movem-se do polo negativo para o polo positivo. Sentido convencional o sentido da corrente do polo positivo para o polo negativo

4 Bom e maus condutores elétricos Conduzem facilmente a corrente elétrica porque têm eletrões de condução onde pode existir corrente elétrica BONS CONDUTORES ELÉTRICOS Existem materiais que Conduzem dificultam a passagem da corrente elétrica porque não possuem eletrões de condução, não sendo, por isso possível existir corrente elétrica MAUS CONDUTORES ELÉTRICOS Em suma o Existe corrente elétrica sempreque ocorre um movimento ordenado de partículas com carga elétrica. o No caso dos condutores metálicos, são os eletrões livres do metal que conduzem a carga. Como apenas os eletrões têm capacidade de mobilidade, são estes (cargas negativas) que originam a corrente elétrica. o Numa solução ocorrem movimentações de cargas positivas e cargas negativas, mas em sentidos diferentes (as cargas positivas no sentido do polo negativo e as cargas negativas no sentido contrário, o do polo positivo). o O sentido convencional definido para a corrente elétrica é do polo positivo (+) para o polo negativo (-), mas o sentido real é do polo negativo (-) para o polo positivo (+). Metais e ligas metálicas Madeira, vidro, cera, borracha, plástico, cortiça O que é um circuito elétrico? Como montar um circuito elétrico? Para que a energia elétrica chegue a nossas casas, é necessário que ela seja produzida, transformada e distribuída, a cada casa, indústria ou serviço, através de circuitos elétricos. Um circuito elétrico é um caminho próprio para a corrente elétrica e é constituído por um conjunto de componentes ligados entre si de forma a poderem ser atravessados por uma corrente elétrica. Para montar um circuito elétrico temos de: - conhecer os diferentes componentes do circuito; - saber comose fazem as ligações entre esses componentes. Alguns componentes do circuito elétrico como as pilhas e os aparelhos de medida, que têm terminais diferentes e quando os ligamos num circuito, temosde respeitar o sinal dos terminais. Um circuito elétrico Inclui sempre: Uma fonte de energia elétrica; recetor(es) de energia elétrica; Interruptor(es) Fios de ligação. podem ainda fazer parte do circuito elétrico aparelhos de medida. Fios de ligação Fonte de energia ou gerador Recetor de elétrico energia elétrica interruptor Nas pilhas temos um polo negativo (-) e um polo positivo (+). Nos aparelhos de medida temos: um terminal positivo - que se liga ao polo positivo da fonte de energia; Um terminal negativo que se liga ao polo negativo da fonte de energia

5 Como montar um circuito elétrico? Representação esquemática de um circuito elétrico Há dispositivos, chamados interruptores, que permitem ligar e desligar os recetores. Quando o interruptor está aberto, o circuito está interrompido, não havendo corrente elétrica circuito aberto; Quando o interruptor está fechado, o circuito não está interrompido, havendo corrente elétrica circuito fechado. Os circuitos elétricos representam-se por meio de esquemas, nos quais se faz corresponder a cada componente um símbolo próprio internacional. Para ligar os diferentes dispositivos entre si, num circuito, usam-se fios de ligação Componentes de um circuito elétrico Circuitos em série e em paralelo Montagem em série Vantagens Simplicidade das montagens, já que existe um único percurso Montagem em paralelo Vantagens A avaria de um recetor não impede o funcionamento dos para a passagem da corrente outros. elétrica. A energia elétrica proveniente A utilização de um único da fonte será praticamente a interruptor permite controlar o mesma para os diferentes funcionamento de todos os recetores. recetores do circuito. Desvantagens Desvantagens São mais complicados, A avaria de um recetor impede exigindo a utilização de mais o funcionamento dos outros. sistemas de ligação. A corrente elétrica nos dois Terão de ser utilizados mais recetores tem que ser igual. interruptores para controlar os recetores existentes no circuito

6 Circuitos em série e em paralelo Circuitos em série e em paralelo

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