1.1 Corrente elétrica: o que é e como se utiliza.

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1 1.1 Corrente elétrica: o que é e como se utiliza. 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. Fig. 1 Uso da eletricidade A eletricidade é necessária em praticamente todos os tipos de atividades. 2 1

2 O que é a corrente elétrica A corrente elétrica é um movimento orientado de partículas ou de corpúsculos com carga elétrica. Estas partículas fazem parte da constituição do átomo Núcleo Neutrões Protões carga elétrica positiva Nuvem eletrónica sem carga elétrica Eletrões carga elétrica negativa Fig. 2 Átomo 3 O que é a corrente elétrica Os eletrões mais afastados do núcleo dos átomos de metais, ligas metálicas e grafite têm a possibilidade de se mover desordenadamente entre os átomos desses materiais. Chamam-se eletrões de condução. Eletrões de condução Fig. 3 Fio de cobre sem passagem de corrente elétrica É o movimento orientado de eletrões constitui a corrente elétrica. Fig. 4 Fio de cobre com passagem de corrente elétrica 4 2

3 O que é a corrente elétrica O movimento orientado de iões positivos e negativos em sentidos opostos constitui a corrente elétrica nas soluções aquosas de sais, hidróxidos e ácidos. Fig. 5 Movimento desordenado dos iões Na + e Cl - Fig. 6 Movimento ordenado dos iões Na + e Cl - Bons e maus condutores Plástico Mau condutor ou isolador elétrico Cobre Bom condutor Fig. 7 Fio de cobre revestido Metais Plástico Bons condutores Ligas metálicas Grafite Maus condutores Algodão Água destilada Soluções aquosas de sais, hidróxidos e ácidos Sais no estado sólido 6 3

4 O que é um circuito elétrico Recetor de energia Fonte de energia Fig. 6 Circuito elétrico Quando se liga convenientemente um recetor a uma fonte de energia elétrica e ele funciona, passa a existir um percurso fechado com corrente elétrica, ou seja, um circuito elétrico fechado. 7 Como instalar circuitos elétricos simples Para poderes instalar circuitos elétricos deves ter em atenção o seguinte: Todos os dispositivos elétricos têm dois terminais. Polo positivo Polo negativo Polo negativo Terminais Polo positivo Fig. 7A dispositivos elétricos. 8 4

5 Como instalar circuitos elétricos simples Os interruptores, permitem ligar e desligar os recetores. Interruptor aberto Não há corrente elétrica Interruptor fechado Há corrente elétrica Fig. 7B dispositivos elétricos. 9 Como instalar circuitos elétricos simples Para ligar entre si os diferentes dispositivos de um circuito usam-se fios de ligação e crocodilos. Fig. 7C dispositivos elétricos. 10 5

6 Como instalar circuitos elétricos simples Como fazer as ligações num circuito elétrico? Fonte Quando ligas o terminal A da lâmpada a um dos polos da pilha, o terminal B ao outro polo e o interruptor está fechado, estabeleces um circuito elétrico. interruptor recetor Se fecharmos o interruptor, o circuito elétrico fica fechado, permitindo a passagens de corrente elétrica e a lâmpada acende. Fig. 8 Circuito elétrico simples. 11 Como instalar circuitos elétricos simples As ligações estão corretas mas o interruptor está aberto As ligações estão corretas mas o circuito está aberto Fig. 9 Esquema elétrico com lâmpada apagada O interruptor está fechado mas o circuito está mal instalado (Lâmpada) O interruptor está fechado mas o circuito está mal instalado (pilha) 12 6

7 Sentidos real e convencional da corrente elétrica Em todos os circuitos elétricos que usam pilhas como fonte de energia, o movimento de eletrões livres ocorre sempre num só sentido, que se designa por sentido real da corrente elétrica. polo negativo da pilha polo positivo da pilha Fig. 10 Sentido da corrente Designa-se por sentido convencional da corrente elétrica o oposto ao do movimento dos eletrões, ou seja, do polo positivo da pilha para o polo negativo. 13 Como se classificam as correntes elétricas As correntes elétricas podem classificar-se em: Correntes contínuas; Correntes alternadas. 14 7

8 Como se esquematiza um circuito elétrico Qualquer circuito elétrico é sempre representado por diagramas ou esquemas elétricos, fazendo corresponder a cada dispositivo elétrico o seu símbolo. Pilha Caixa de alimentação Tomada Interruptor aberto Interruptor aberto Fio de ligação Lâmpada Motor Resistência 15 Como se esquematiza um circuito elétrico Fig. 11 Circuito elétrico simples aberto e fechado 16 8

9 Síntese A eletricidade é um fenómeno físico relacionado com o movimento de cargas elétricas que pode ser utilizado para produzir energia elétrica. A energia elétrica pode originar fenómenos caloríficos, luminosos e mecânicos, que são utilizados em muitas atividades do dia a dia. A corrente elétrica é um movimento orientado de: - eletrões de condução, nos metais, nas ligas metálicas e na grafite; - iões positivos e negativos, com grande mobilidade, nas soluções aquosas de sais, ácidos e hidróxidos. 17 Síntese Bons condutores elétricos, ou simplesmente condutores elétricos, são os materiais que têm eletrões de condução ou iões com grande mobilidade. Maus condutores elétricos ou isoladores elétricos são os materiais que não têm eletrões de condução nem iões com grande mobilidade. Para haver corrente elétrica é necessário: um dispositivo que a origine gerador ou fonte de energia elétrica; dispositivos com materiais bons condutores recetores de energia elétrica. Um circuito elétrico fechado é um percurso fechado para a corrente elétrica. 18 9

10 Síntese A corrente elétrica continua flui num só sentido e simboliza-se por DC ou =. Nos circuitos elétricos de corrente contínua: o sentido convencional da corrente elétrica é do polo + para o polo -; o sentido real da corrente elétrica é o do movimento dos eletrões, do polo - para o polo +. Os circuitos elétricos representam-se por esquemas nos quais se faz corresponder aos componentes elétricos os símbolos que se encontram tabelados. 19 TPC 1. Verifica se sabes, página 138 e seguintes. Exercícios que ficarem por fazer. 10