Corrente Elétrica

ATPS CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO - Eletricidade e Eletrônica

ETAPA Nº 01

Texto 1: Corrente Elétrica

Nos fenômenos estudados até agora supusemos a carga elétrica em equilíbrio nos condutores. Mas são muito importantes os fenômenos em que a carga elétrica se desloca no interior do condutor. Chama-se corrente elétrica à carga elétrica em movimento.

Para que a carga elétrica se desloque entre dois pontos de um condutor é necessário que exista entre esses dois pontos uma diferença de potencial. Existem muitos dispositivos que produzem essa diferença de potencial. Esses dispositivos são chamados geradores.

Como exemplo de geradores veremos os seguintes.

1o) Suponhamos que dois pedaços de metal de naturezas diferentes, a e b, sejam mergulhados em uma solução de ácido sulfúrico em água (fig.112). Unindo-se os dois pedaços de metal por um condutor c, circulará carga elétrica através desse condutor e da solução. O conjunto dos dois pedaços de metal com a solução é um gerador, porque produz diferença de potencial entre os extremos do condutor c. Esse gerador é chamado pilha hidroelétrica, ou simplesmente pilha.

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Figura 112

2o) Suponhamos um ímã com a forma de ferradura. Se entre os polos do ímã fizermos girar um condutor fechado c, por esse condutor circulará carga elétrica. Este é um outro tipo de gerador, chamado gerador mecânico ou dínamo. Na figura 113 supomos que o condutor c gire ao redor do eixo AB contido no plano do papel.

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Figura 113

3o) Consideremos dois pedaços de cobre AB e CD, ligados a um pedaço de ferro BC, com as uniões B e C mantidas a temperaturas diferentes, e (fig.114). Ligando-se um condutor c entre A e D, circulará uma carga elétrica por todos esses condutores. As três peças metálicas com as uniões B e C à temperaturas diferentes são, portanto, um gerador chamado pilha termoelétrica.

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A carga elétrica em movimento, isto é, a corrente elétrica, possui certas propriedades que a carga elétrica em repouso não possui. As mais importantes são:

1. Efeito térmico

Quando a corrente elétrica passa em um condutor, produz-se calor: o condutor se aquece. Este fenômeno, também chamado efeito Joule.

2. Campo magnético produzido pela corrente elétrica

Quando a corrente elétrica passa em um condutor, ao redor do condutor se produz um campo magnético. A corrente elétrica se comporta como um ímã, tendo a propriedade de exercer ações sobre ímãs e, sobre o ferro.

3. Efeito químico

Fazendo-se passar uma corrente elétrica por uma solução de ácido sulfúrico em água, por exemplo, observa-se que da solução se desprende hidrogênio e oxigênio. A corrente elétrica produz, então, uma ação química nos elementos que constituem a solução. Esta ação, que se chama eletrólise.

4. Efeitos fisiológicos

A corrente elétrica tem ação, de modo geral, sobre todos os tecidos vivos, porque os tecidos são formados de substâncias coloidais e os colóides sofrem ação da eletricidade. Mas é particularmente importante a ação da corrente elétrica sobre os nervos e os músculos.

Na ação sobre os nervos devemos distinguir a ação sobre os nervos sensitivos e sobre os nervos motores. A ação sobre os nervos sensitivos dá sensação de dor. A ação sobre os nervos motores dá uma comoção (choque).

A corrente elétrica passando pelo músculo produz nele uma contração.

Choque elétrico – Quando uma corrente elétrica passa pelo nosso corpo, a ação sobre os nervos e os músculos produz uma reação do nosso corpo a que chamamos choque. A intensidade do choque depende da intensidade da corrente. Quanto maior a intensidade da corrente, mais forte será o choque. Quando uma pessoa está com o corpo molhado, a resistência oferecida à passagem da corrente diminui; então a intensidade da corrente aumenta e o choque é mais intenso.

Nas instalações elétricas residenciais, a corrente elétrica é fornecida com diferença de potencial de 110 e 220 volts. Com essas diferenças de potencial os choques não oferecem nenhum perigo de vida. Há casos de pessoas que morrem com um choque desses, mas, nesses casos as pessoas são doentes, em geral cardíacas. Nesses casos a morte não é produzida pela eletricidade, mas, pelo abalo físico que a pessoa sofre; e esse abalo poderia ter sido provocado por uma outra causa qualquer, como um susto, uma queda, etc..

O mecanismo da corrente elétrica

a. Ícone

Chama-se íon a qualquer agregado isolado de partículas eletrizadas que não estejam se neutralizando.

Exemplo

1o) Já vimos que nos átomos existem elétrons, prótons e neutrons. Os prótons e os neutrons estão numa região do átomo chamada núcleo; os elétrons ficam girando ao redor do núcleo em várias órbitas: a mais próxima do núcleo é chamada órbita K, a seguinte, órbita L, e assim por diante. A carga elétrica do próton é positiva, a do elétron é negativa, mas de mesmo valor absoluto que a do próton. E como o número de prótons é igual ao número de elétrons, o átomo normalmente é neutro .

Os elétrons podem escapar do átomo, se for comunicada a eles energia suficiente para vencer a força que os prende junto ao núcleo. Os que estão mais próximos do núcleo são mais difíceis de serem extraídos. Com a saída de elétrons, o que sobra do átomo é um agregado de partículas com carga resultante positiva: é, portanto, um íon positivo.

Como a maioria dos condutores é feita de cobre, vejamos como se apresenta um íon desse elemento. O átomo de cobre tem 34 neutrons, 29 prótons e 29 elétrons. Esses elétrons estão dispostos em 4 órbitas, como mostra a figura 115. Se o átomo perder o elétron da órbita N, forma-se um íon positivo de cobre constituído de 34 neutrons, 29 prótons e 28 elétrons. Se perder o elétron da órbita N e um da órbita M, o conjunto