Estrutura da Matéria

Eletricidade e Eletrônica

Prof. Reinaldo A. Ventura

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Capitulo 1

Estrutura da Matéria

Podemos dizer que tudo o que existe na natureza é formado por átomos, sendo

estes a menor porção da matéria.

Os átomos possuem duas regiões distintas. Uma conhecida por eletrosfera,

composta por camadas, onde orbitam os elétrons, que são as partículas de carga elétrica

negativa, e outra, central de maior densidade, conhecida como núcleo, onde podemos

encontrar duas outras partículas, ou seja, os nêutrons que possuem uma carga elétrica

“neutra”, e os prótons, que possuem carga elétrica positiva.

Há duas forças que atuam no interior dos átomos. Uma surge devido à carga

elétrica presente nos prótons e elétrons, o que causa uma atração entre eles ( Fa ). A

outra é uma força centrifuga ( Fc ) que surge devido à grande velocidade com que os

elétrons descrevem sua trajetória. Quando os elétrons tangenciam um núcleo, a força de

atração ( Fa ) entre os prótons e elétrons faz surgir uma força resultante ( Fr ) que faz

com que os elétrons orbitem ao redor do núcleo.

Para atingir uma determinada condição de estabilidade, os átomos se associam

formando as moléculas e compondo novas substâncias. Esta condição de estabilidade é,

em geral, atingida quando os átomos atingem um número de 8 elétrons na sua última

camada.

Como sabemos, na natureza, os átomos possuem de 1 a 8 elétrons na última

camada da eletrosfera. Assim, temos 3 condições, ou seja, quando o átomo possui de 1 a

3 elétrons na última camada, dando a este átomo uma tendência de perder esses

elétrons, quando temos mais de 4 elétrons na última camada, sendo um receptor de

elétrons e quando temos 4 elétrons na última camada, o que torna este átomo capaz de

receber ou doar elétrons..

As cargas elétricas presentes nos átomos, fazem com que tenhamos duas forças

distintas, sendo uma de repulsão, quando há cargas de mesma polaridade ( + e + , – e –

) ou de atração quando temos cargas de polaridades opostas (+ e –).

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Condutores e Isolantes

Se, temos um átomo com menos de 4 elétrons na última camada, podemos dizer

que estes elétrons estão fracamente ligados ao núcleo, necessitando de pouca energia

para a liberação desses elétrons. A esses elétrons liberados damos o nome de “elétrons

livres”.

Os condutores são materiais que necessitam de pouca energia para a formação

de elétrons livres.

Mas existem materiais em que é necessária uma grande quantidade de energia

para a formação de elétrons livres. Tais materiais são conhecidos como isolantes.

A Corrente Elétrica

Ao colocarmos potenciais de polaridades opostas nas extremidades de um

determinado material condutor, iremos perceber um movimento de cargas elétricas

negativas ( elétrons ) indo em direção ao potencial positivo.

Podemos considerar 2 movimentos distintos no desenho acima. Um formado

pelos elétrons que abandonam os átomos em direção ao potencial positivo e outro

formado pelas lacunas deixadas por estes elétrons, ou seja, o átomo mais próximo do

potencial positivo perde seu elétron e este, ao sair, deixa em seu lugar uma lacuna, que

será preenchida com um elétron proveniente do átomo que estiver mais próximo.

Quando um elétron deixa o átomo, desestabiliza o átomo, ficando este com um

excedente de prótons, o que torna este átomo um elemento positivo, por isso dizemos

que ao sair de um átomo, o elétron deixa em seu lugar uma lacuna positiva.

O movimento formado pelo movimento de elétrons indo do menor potencial (-)

para o maior potencial (+) é conhecido como Sentido Real da Corrente Elétrica, já o Eletricidade e Eletrônica

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Capitulo