eletricidade

5/17/2018 Eletricidade - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/eletricidade-55b07dc4ec839 1/14

Profª Isabel Silva Ano letivo: 2011/2012

Escola Secundária da Ribeira Grande

CiênciasFísico-

químicas

Resumo do capítulo:Eletricidade – 9ºano

Sílvia Tavares 9ºC Nº23



2

ÍndiceIntrodução…………………………………………………………………………………………………………………………….….3

Circuitos Elétricos……………………………………………………………………………………………………………………..4

Circuitos elétricos em série e em paralelo………………………………………………………………………………...5

Corrente elétrica: bons e maus condutores…………………………………………………………………………….…6

Resistência Elétrica…………………………………………………………………………………………………………………..7

Lei de Ohm…………………………….……………………………………………………………………………..……..7

De que depende a resistência elétrica de um condutor……………………………………………………………..8

Reóstatos………..…………………………………………………………………………………………………………….8

Energia e potência elétricas………………………………………………………………………………………………………9

As transformações da energia elétrica……………………………………………………………………………………10

Eletromagnetismo: efeito magnético da energia elétrica……………………………………………………….11

Correntes induzidas…………………………………..………………………………………………………………..11

Produção da eletricidade………………………………………………………………………………………………………..12

Transporte da eletricidade e como funcionam os transformadores…………………………………………13

Componentes eletrónicos………………………………………………………………………………………………………..14



3

Introdução

A eletricidade é um bem indispensável no nosso dia-a-dia, sendo

importante utilizá-la de forma regulada e em segurança.

A eletricidade é um movimento orientado de cargas através de um

circuito fechado.

o Um circuito elétrico e um caminho ou itinerário para a

corrente elétrica.

o A cor rent e elétrica nos condutores metálicos , e de vid o a um fluxo de eletrões que transportam energia elétrica querecebem de uma fonte de energia (pilha, bateria,…).

A eletricidade não é uma forma de energia primária ; tem que se r pro du zida at ra vé s da transformação de fontes de energia primária (energia solar, energia eólica…). Esta transformação processa -se emdiferentes tipos de centrais elétricas , con fo rme a energi a pri mári a

utilizada (centrais hidrelétricas, eólicas, nucleares, geotérmicas ,…).



4

Circuitos Elétricos

Um circuito elétrico é um conjunto de elementos ou componentes (fontes

de energia, recetores, fios de ligação, interruptores e aparelhos demedida) ligados numa dada sequência.

Cada elemento de um circuito tem uma determinada fu nção adesempenhar:

Fontes de energia – fornecem a energia necessária para que acorrente circule no circuito.

Recetores – transformam a energia elétrica que lhes é transferidanoutra forma de energia – ex.: lâmpadas, computadores,…

Fios de ligação – estabelecem a conexão entre os diferenteselementos do circuito.

Interruptores – interrompem a transição da corrente elétrica numcircuito. Quando o interruptor está ligado (fechado) temos umcircuito fechado1 . Se o interruptor está aberto, não há passagem de

corrente elétrica ( circuito aberto ).

Ap arelho s de me di da – medem as grandezas em estudo no circuito.

1 Circuito fechado – quando a corrente percorre todo o circuito e os recetores recebem energia.

Elementos de um circuito

Os elementos de um circuito representam-se por símbolos (Fig.2), usadosinternacionalmente, que permitem a visualização simples e rápida da

constituição do circuito.

Fig2 - Alguns símbolos de componentes de circuitos

O sentido convencional da corrente elétrica nos circuitos é do pólo positiv o da fonte de energia pa ra o pólo ne gat iv o.



5

Circuitos elétricos em série e em

paralelo

Num circuito elétrico podem instalar-se vários recetores,

simultaneamente.

Há duas maneiras de instalar os recetores nos circuitos elétricos:

Circuito em série – a corrente percorre um único trajeto , oselementos do circuito estão todos ligados uns a seguir aos outros (Fig.3).

Circuito em paralelo – a corrente percorre mais do que um caminho e os co mponentes do circuito estão ligados formando ramificações

do circuito principal (Fig.4).

Fig.3 – Esquema de um circuito

com duas lâmpadas em série.

Ramificação

Ramificação

Fig.4 – Esquema de um circuito com 4

lâmpadas em paralelo.



6

Corrente Elétrica – Bons e maus

condutores

A corrente elétrica é um movimento orientado de partículas ou

corpúsculos com carga elétrica:

Eletrões – nos metais, nas ligas metálicas e na grafite;

Iões - positivos e negativos, nas soluções condutoras.

Os materiais podem ser classificados quanto a sua maior ou menor

capacidade para conduzir a corrente elétrica.

Os materiais bons condutores são aqueles que se deixam atravessar pe la corr ente elétri ca.

Ex.: metais (cobre, ferro, alumínio, ouro, prata, etc.) e algumasligas metálicas; grafite; soluções aquosas; corpo humano; ar

húmido; terra;…

Os materiais maus condutores ou isoladores são aqueles que quase não se deixam atravessar pela corrente elétrica e que, portanto,dificilmente a conduzem.

Ex.: borracha, madeira, cortiça, porcelana, vidro, têxteis, plástico,agua desionizada, algodão, ar seco.

O que provoca esta diferença de comportamento dos materiais?

Os metais sã o bons condutores porque os eletrões que se encontram maisafastados do núcleo movem-se mais e desordenadamente no interior dosmetais ( eletrões livres ), ma s ao fe ch ar-se um cir cu it o elétri co, est es

organizam-se num movimento ordenado , for ma nd o a co rr ente elé tri ca.

Al gum as soluções sã o boas condutoras , ma s out ra s nã o. As qu e tem iões eque são boas condutoras da corrente elétrica.

As si m que se fecha o circuito elétrico, os iões mexem-se ordenadamente dirigindo-se os iões n egativos para o eletródo positivo e os positivos parao eletródo negativo.

As substâncias que originam os iões, que em solução são responsáveis pela

corrente elétrica, chamam-se eletrólitos.



7

Resistência Elétrica

A resistência elétrica (R) relaciona-se com a sua oposição a passagem da

corrente elétrica e tem como unidade SI, o ohm (Ω).

A resistência elétrica de um condutor pode ser medida diretamente co mum ohmímetro , ou co m ummultímetro , na po si ção de vi da par a me di r a su a re si st ênc ia(Fig.5).

Para medir a resistência de um condutor, quando este está intercalado no

circuito , util iz a-se a Lei de Ohm.

Lei de Ohm

Para medir a resistência de um condutor, quando este está intercalado nocircuito , bast a me dir:

O valor da d.d.p. (diferença de potencial), nos terminais docondutor (com um voltímetro);

O valor da intensidade da corrente que atravessa o circuito (comum amperímetro);

O valor da resistência calcula-se usandoa seguinte expressão ( Lei de Ohm ):

Lei de Ohm – A d.d.p. nos extremos de um condutor óhmico e diretamente pro por cional a intensidade da corrente que o percorre desde que a

temperatura se mantenha constante.

Fig.5 – Multímetro a funcionar na posição adequada para

medir a resistência



8

De que depende a resistência elétrica

de um condutor

A resistência elétrica de um condutor depende:

Do material de que é feito;

Do seu comprimento ;

Da espessura .

As si m, qua nt o maior for o seu comprimento e menor su a espessura , aresistência será maior .

Se o comprimento for menor e a espessura maior , a resis tênc ia se rámenor .

Reóstatos

Os reóstatos (Fig.6) são resistências variáveis cujo funcionamento se

baseia na variação da resistência dos condutores com o seu comprimento.

Fig.6 – Símbolo de um reóstato.



9

Energia e potência elétricas

A energia elétrica (E) mede-se em quilowatts-hora (kWh) , co m os

contadores de eletricidade (Fig.7).

A po tênci a elétri ca dos recetores:

Corresponde a energia elétrica consumida por unidade de tempo;

Mede-se com wattímetros e a unidade SI de medida e o watt (W) ;

Relaciona-se com a intensidade da corrente e a diferença de

po tencia l.

A ene rgia elétrica co ns umi da por um recetor re laci ona -se com aintensidade da corrente, a diferença de potencial e o tempo de fu nci ona me nto.

Fig.7 – Contador de eletricidade

Energia Elétrica

Potência Elétrica

Tempo de funcionamento

Potência Elétrica

Intensidade da corrente

Diferença de potencial

Energia Elétrica

Diferença de potencial Intensidade da corrente

Tempo de funcionamento



10

As transformações da energia

elétrica

A pa ss ag em da co rre nte elétrica no s circuit os pod e orig in ar efeito

químico , magnético e térmico , de pe nd endo do tip o de recetor.

A ene rgia térmi ca lib ertada , de vido a pas sage m da cor rent e elétri ca nos

recetores, calcula-se pela expressão:

Nos cabos da rede elé trica das casas e nos fios de l igação dos aparelhos

existe o fi o de fa se , o neutro e o fi o de pro teção .

Um curto-circuito corresponde a um circuito com resistência elétricamuito pequena resultante da junção dos fios de fase e do neutro. Poderesultar da deterioração do revestimento isolador dos fios ou da

sobrecarga da corrente elétrica .

Os corta-circuitos fusíveis e os disjuntores são dispositivos de proteçãodas instalações elétricas. Desligam a corrente sempre que acontecesobrecarga da corrente elétrica ou um curto-circuito.

Tempo de funcionamentoResistência do recetor

Quadrado da intensidade da corrente

Energia térmica



11

Eletromagnetismo – efeito magnético

da corrente elétrica

A co rr ente elétrica cr ia a su a vo lta um cam po ma gn étic o – efeito

magnético da corrente elétrica .

Este efeito pode ser demonstrado pelo desvio-ação de uma agulha

magnética colocada no alinhamento da corrente elétrica.

O campo magnético criado pela corrente elétrica:

o Varia quando se inverte o sentido da corrente ;

o É tanto mais forte quanto maior fo r a intensidade da correnteelétrica.

Exemplo:

Correntes induzidas

O movimento de um íman em relação a um enrolamento de fio condutor ou

de um enrolamento em relação a um íman cria correntes induzidas.

Quanto maior for a rapidez do movimento, maior é a intensidade da

corrente.

O sentido do movimento altera o sentido da corrente.

A co rr ente elétrica em larg a esca la é produ zid a em gerad ore s

eletromagnéticos: os dínamos (Fig.8) e os alternadores (Fig.9).

Fig.8 – Esquema de um dínamo Fig.9 – Esquema de um alternador



12

Produção de eletricidade

A co rr ente el ét ri ca e pr od uz ida em lar ga es cal a na s centrais elétricas.

A fo nt e en er gi a que provoca o movimento dos eletroímanes dos gera dores dascentrais pode ser:

A água , na s centrai s hi dre lét ri cas (Fig.10) ;

O fu el ól eo , o carvão ou a biomassa , nas centr ai s ter mel ét ri ca s (Fig.11) ;

O vento , nas ce nt rai s eól ic as (Fig.12) ;

O calor do interior da Terra, nas centrais geotérmicas (Fig.13);

As ondas , nas ce nt rai s de en er gi a das on da s (Fig.14) ;

O urânio , na s ce nt rai s nu cl ea res (Fig.15).

Fig.10 – Central Hidrelétrica do Picote

Fig.11 – Central Termelétrica de Sines

Fig.13 – Central Geotérmica da Ribeira Grande

nos Açores

Fig.12 – Central Eólica de Fafe

Fig.14 – Parque de conservação das ondas em

energia elétrica na Póvoa de Varzim

Fig.15 – Central Nuclear Elétrica a Vapor

de Susquehanna, nos E.U.A.



13

Transporte da Eletricidade e como

funcionam os transformadores

A corrente elétrica é transportada através de cabos condutores.

A sa ída da s ce ntrai s a cor rent e elétrica e tran sforma da , pas sa nd o po r

elevadores de tensão , pa ra de poi s se r di st ribuída.

Jun to da s lo cal ida de s, pa ss a po r su cess ivo s abaixadores de tensão até ser

utilizada.

Os transformadores , que po de m se r elevadores ou abaixadores de tensão,são constituídos essencialmente por duas bobinas de fio condutor em

torno de um núcleo de ferro macio. Chama-se pri má ri o a bobona por ondeentra a corrente elétrica e secundário a bobina por onde sai a corrente

elétrica.

As du as bobin as de um trans forma dor têm um nú me ro di fe rent e de esp irascom o qual se relaciona a tensão da corrente de entrada e saída:

Diferença de

potencial do primário

Diferença de potencial do

secundário

N.º de espiras do

primário

N.º de espiras do

secundário



14

Componentes Eletrónicos

São vários os componentes usados nos c ircuitos eletrónicos. Cada

componente eletrónico tem uma representação simbólica universal e fu nçõ es esp ecífi cas .

Os transístores são muito importantes no controlo e na regulação dos

circuitos eletrónicos, por isso, estão sempre presentes.

eletricidade

Documents