Profª Helena Lança Ciências Físico-Química 9ºano
Um circuito eléctrico é um caminho por onde passa a corrente eléctrica. É constituído obrigatoriamente por um gerador e um receptor, podendo-se também intercalar outros componentes como interruptores, motores e aparelhos de medida (normalmente, multímetros), todos ligados por fios condutores. Em geral, um circuito eléctrico é constituído por um conjunto de componentes ligados uns aos outros e ligados aos pólos de um gerador. Uma bateria de carro ou uma pilha, pode funcionar como gerador.
Corrente Eléctrica A corrente eléctrica é um movimento orientado de partículas portadoras de cargas eléctricas. Essas partículas podem ser: Electrões (negativos) Nos metais e na grafite Iões (positivos e negativos) Nas soluções condutoras
Nos circuitos eléctricos, geralmente usa-se fio de cobre para efectuar as ligações entre os diversos componentes; a corrente eléctrica é formada por electrões livres em movimento organizado. A energia eléctrica transportada pela corrente nada mais é do que a energia cinética dos electrões. Assim, nos circuitos eléctricos, a energia cinética dos electrões livres pode transformar-se em energia luminosa ou em energia cinética dos motores, por exemplo.
Ao percorrer o circuito, do pólo negativo da pilha até o pólo positivo, os electrões livres perdem totalmente a energia que transportavam. E sem a reposição dessa energia não seria possível a permanência de uma corrente eléctrica. A função de uma pilha é, portanto, fornecer a energia necessária aos electrões livres do fio, para que eles permaneçam em movimento. Dentro da pilha, os electrões adquirem energia ao serem levados do pólo positivo ao negativo. Ao chegarem ao pólo negativo, movimentam-se novamente pela parte externa do circuito até alcançarem o pólo positivo, e assim sucessivamente.
Sentido convencional da corrente do pólo positivo para o pólo negativo Sentido real da corrente do pólo negativo para o pólo positivo Sentido convencional Sentido real
A corrente eléctrica pode ser Contínua DC ou = (que não muda de sentido) Alternada AC ou ~ (que muda periodicamente de sentido) Ex: Pilhas e baterias Ex: Centrais eléctricas
A figura 1 representa um circuito eléctrico simples. A pilha é um gerador de corrente eléctrica. A pilha, que tem dois pólos eléctricos (um positivo, e outro negativo; fornece energia eléctrica à lâmpada permitindo que ela se acenda. Essa energia é transportada pela corrente. A lâmpada é um receptor de energia eléctrica. Na figura representam-se ainda fios condutores e um interruptor, que se encontra fechado (ligado). Com o interruptor fechado, há passagem de corrente pela lâmpada e o circuito diz-se fechado. Figura 1 - Circuito eléctrico simples fechado. Há passagem de corrente.
O mesmo circuito pode ter o interruptor aberto (desligado). Neste caso não há passagem de corrente, a lâmpada não acende e o circuito dizse aberto. A figura 2 mostra, de forma esquemática, o circuito da figura 1 mas com o interruptor aberto. Figura 2 - Esquema do circuito eléctrico da figura anterior (agora aberto). Não há passagem de corrente. O que é então necessário para que um circuito eléctrico funcione?
Para que num circuito eléctrico haja passagem de corrente tem que existir um caminho fechado de modo que os electrões percorram os fios. A linguagem que utilizamos no dia-a-dia nem sempre está de acordo com a linguagem científica: quando dizemos "fechar a luz" estamos a querer dizer "abrir o circuito".
Esquemas de circuitos eléctricos A representação esquemática de circuitos eléctricos tem grandes vantagens: é simples de desenhar e é universal, isto é, pessoas de todo o mundo, ainda que falem diferentes línguas, podem entender o seu significado. Para garantir esta universalidade, estabeleceram-se normas para os símbolos usados na representação de circuitos eléctricos.
Exercício Circuitos eléctricos Considere o circuito eléctrico correspondente a uma lanterna de bolso, como a representada na figura. a) Identifique os componentes deste circuito, indique qual a sua representação simbólica e qual a sua função no circuito. b) Represente esquematicamente este circuito eléctrico.
Circuitos em série e em paralelo É possível instalar num circuito eléctrico mais do que um receptor. A instalação pode fazer-se de duas maneiras: em série, havendo no circuito um só caminho para a corrente eléctrica; 1-interruptor 2-pilha 3-lâmpada 4-nó 5- circuito principal 6-ramal em paralelo, permitindo no circuito mais do que um caminho para a corrente eléctrica.
Exercício Considera os esquemas dos circuitos eléctricos A e B: a) Identifica os diversos componentes presentes nos circuitos. b) Completa as frases: Em A, o circuito está porque o interruptor está e as lâmpadas. Em B, o circuito está porque o interruptor está e as lâmpadas. Em A as lâmpadas estão instaladas em e em B as lâmpadas estão instaladas em. A B
Condutores eléctricos Bons condutores eléctricos são materiais através dos quais a corrente eléctrica passa. Exemplos: Metais e grafite Maus condutores ou isoladores eléctricos são materiais através dos quais a corrente eléctrica não passa. Exemplos: Borracha, plástico, madeira
Diferença de potencial Grandeza física relacionada com a energia fornecida pela fonte de energia às cargas do circuito.
Intensidade de corrente Grandeza física relacionada com o número de cargas eléctricas que passam numa secção recta do circuito por unidade de tempo.
Circuitos com receptores instalados em série A diferença de potencial nos terminais do conjunto de receptores é igual à soma das diferenças de potencial nos terminais de cada receptor. Usérie = U1 + U2 + A intensidade da corrente é igual em todos os receptores. I1 = I2 =
Circuitos com receptores instalados em paralelo A diferença de potencial é igual nos terminais de todos os receptores. Uparalelo = U1 = U2 = A intensidade da corrente no ramo principal é igual à soma das intensidades da corrente que percorre as várias ramificações. Iramo principal = I1 + I2 +
Exercício Analise o seguinte circuito: Complete o quadro, dizendo se acende (S) ou não (N) cada uma das lâmpadas:
Resistência eléctrica Grandeza física relacionada com a dificuldade de passagem da corrente eléctrica num condutor.