TIPOS DE CORRENTE ELÉCTRICA

1 - INTRODUÇÃO Um circuito elétrico se assemelha, de muitas maneiras, ao sistema circulatório docorpo. Os vasos sangüíneos, as artérias, as veias e os capilares são como os fios de um circuito.Os vasos sangüíneos transportam o sangue pelo corpo. Os fios de um circuito carregam acorrente elétrica a diversas porções de um sistema elétrico ou eletrônico. O coração é a bomba que impele a circulação do sangue no corpo. Ele gera a forçaou a pressão necessária para que o sangue circule. O sangue que circula pelo corpo abastecediversos órgãos, como os músculos, o cérebro e o sistema digestivo. Uma bateria ou gerador geravoltagem - a força que distribui a corrente pelo circuito. Tome como exemplo uma simples lâmpada elétrica. Dois fios se conectam a ela.Para que os elétrons façam seu trabalho e produzam luz, é preciso que exista um circuito fechadopermitindo que eles cheguem à lâmpada e continuem circulando. O diagrama acima demonstra o circuito simples de uma lanterna, com uma pilhaem um extremo e uma lâmpada no extremo oposto. Quando o comutador está na posição"desligado", o circuito não estará completo e não existirá corrente. Quando ele estiver na posição"ligado", o circuito se completa e um fluxo de elétrons resulta na produção de luz pela lâmpada. Os circuitos podem ser imensos sistemas de energia transmitindo megawatts deenergia em percursos de milhares de quilômetros - ou minúsculos chips microeletrônicoscontendo milhões de transistores. A extraordinária miniaturização dos circuitos eletrônicostornou possíveis os computadores portáteis. A nova fronteira serão os circuitos nanoeletrônicos,cujas dimensões serão medidas em nanômetros (bilionésimos de metro). Durante a leitura, aprenderemos mais sobre tipos de circuito elétrico, cálculos deenergia e a química dos alimentos na nossa vida. 4

2 – DESENVOLVIMENTO 2.1 - TIPOS DE CIRCUITOS ELÉTRICOS Um circuito fechado tem um percurso completo para o fluxo da corrente. Umcircuito aberto não tem, o que significa que ele não funciona. Se é a primeira vez que você estáse informando sobre circuitos, pode ser que imagine que um circuito aberto é como uma porta ouportão aberto pelo qual a corrente pode fluir. E, quando fechado, ele seria como uma portafechada pela qual a corrente não fluiria. Na verdade, o que acontece é o oposto, de modo quetalvez seja preciso algum tempo para que você se acostume a esse conceito. Um curto-circuito é um percurso de menor resistência (normalmente realizado demaneira não intencional) que contorna parte do circuito. Isso pode acontecer quando dois fiosdesencapados em um circuito se tocam. A parte do circuito que a corrente não percorre devido aocurto-circuito deixa de funcionar, e uma corrente intensa começa a fluir. Isso pode gerar altoaquecimento dos fios e causar incêndio. Como medida de segurança, fusíveis e disjuntores abremo circuito automaticamente quando a corrente é excessiva. Em um circuito serial, a mesma corrente flui por todos os componentes. Avoltagem total em ação no circuito é a soma das voltagens em cada componente e a resistênciatotal é a soma das resistências de todo os componentes. Num circuito como esse, V =V1+V2+V3 e R = R1+R2+R3. Um exemplo de circuito serial é um conjunto de luzes de Natal.Caso qualquer das lâmpadas queime, não haverá fluxo de corrente e nenhuma das lâmpadas seacenderá. Circuitos paralelos são como os vasos sangüíneos de pequeno porte que saem deuma artéria e se conectam a uma veia para devolver sangue ao coração. Imagine dois fios, cadaum dos quais representando uma artéria e uma veia, com alguns fios menores que os conectem.Os fios menores terão a mesma voltagem, mas fluxos diferentes de corrente fluindo por eles irãodepender da resistência de cada fio. Um exemplo de circuito paralelo é o sistema elétrico de uma casa. Uma únicafonte de energia elétrica fornece a mesma voltagem a todas as luzes e eletrodomésticos. Casouma das lâmpadas se queime, a corrente pode continuar fluindo pelas demais luzes eeletrodomésticos. No entanto, caso aconteça um curto-circuito, a voltagem cai a quase zero e osistema inteiro cai. Os circuitos são, geralmente, combinações muito complexas de circuitos seriais eparalelos. Os primeiros circuitos eram circuitos de corrente contínua (CC) muito simples.Estudaremos a história dos circuitos e a diferença entre corrente contínua e corrente alternada(AC) na próxima seção. 5

As primeiras investigações sobre a eletricidade estática aconteceram séculosatrás. A eletricidade estática é a transferência de elétrons produzida pela fricção, como quando apessoa esfrega um balão de borracha na própria roupa. Uma faísca ou fluxo de corrente deduração muito curta pode ocorrer quando objetos portadores de carga entram em contato, masnão existe fluxo elétrico contínuo. Na ausência de uma corrente contínua, não pode existiraplicação útil da eletricidade. A invenção da bateria - capaz de produzir um fluxo contínuo de corrente - tornoupossível o desenvolvimento dos primeiros circuitos elétricos. Alessandro Volta inventou aprimeira bateria, a pilha voltaica, em 1800. Os primeiros circuitos utilizavam uma bateria eeletrodos imersos em um recipiente cheio de água. O fluxo da corrente pela água produziahidrogênio e oxigênio. A primeira aplicação ampla dos circuitos elétricos para uso prático foi ailuminação elétrica. Pouco depois que Thomas Edison inventou a lâmpada incandescente, eleprocurou aplicações práticas para o produto por meio do desenvolvimento de um sistemacompleto de geração e distribuição de energia. O primeiro sistema desse tipo nos Estados Unidosfoi a Pearl Street Station, no centro de Manhattan, que fornecia eletricidade para algunsquarteirões de Nova York, primordialmente para iluminação. Uma das classificações dos circuitos tem a ver com a natureza do fluxo dacorrente. Os circuitos mais antigos eram acionados a bateria, ou seja, por uma corrente constanteque fluía sempre na mesma direção. Esse é o sistema de corrente contínua, ou CC. O uso dacorrente contínua se manteve no período inicial de desenvolvimento dos circuitos elétricos. Umgrande problema do sistema CC é que as estações de energia só podiam servir a uma área decerca de 2,5 km2, devido à perda de energia na transmissão. Em 1883, engenheiros se propuseram a aproveitar o grande potencial de energiahidrelétrica das Cataratas de Niágara, a fim de atender às necessidades de energia da cidade deBuffalo, no Estado de Nova York. Ainda que a energia gerada no local posteriormente viesse aabastecer também a cidade de Nova York e pontos ainda mais distantes, inicialmente havia umproblema de distância. Buffalo ficava a apenas 25 quilômetros das quedas dágua, mas a idéianão era praticável até que Nikola Tesla a viabilizasse, como veremos na próxima seção.A