Se olharmos em volta, veremos que estamos cercados por equipamentos e
dispositivos elétricos, como computadores, tablets, notebooks,
eletrodomésticos, motores, iluminação e muitos outros. Somos muito dependentes da
eletricidade e sem ela não poderíamos realizar muitas de nossas tarefas
diárias, como por exemplo, ler nossos e-mails ou acessar as redes sociais, a
indústria não poderia ser automatizada e muito menos o homem ter ido à Lua.
Mas para entender e dominar a
construção e funcionamento desses dispositivos, precisamos compreender algumas
grandezas elétricas envolvidas na geração, transmissão e transformação da
eletricidade, que são:
· Carga elétrica (q);
· Corrente elétrica (I);
· Tensão, ddp ou força-eletromotriz (V ou E) ;
· Resistência e condutividade Ω;
· Potência (W);
· Energia(U);
Vamos começar então pela carga elétrica que é a célula do
eletromagnetismo.
Carga elétrica
Todo
fenômeno eletromagnético é uma manifestação de interações entre cargas, devido
à constituição da matéria.
Mas
o que é carga elétrica e de onde ela vem?
Toda
a matéria é constituída por átomos e moléculas que no seu estado natural
encontram-se eletricamente neutros, isto é, possuem o mesmo número de prótons e
elétrons.
Para
o estudo da eletricidade utilizamos um modelo simplificado de átomo.
Figura 1 – Átomo de Cobre
O átomo é composto por um núcleo onde ficam os prótons e
os nêutrons e em torno do núcleo temos a eletrosfera, onde ficam os elétrons que
estão divididos em camadas. A camada
mais externa é chamada de camada de valência e é responsável pelas
características elétricas do material. Para nosso estudo a camada de valência é
a que importa.
Para
o átomo ser estável, precisa ter oito elétrons na última camada. Caso tenha
menos procura combinar-se com outros átomos para atingir a estabilidade.
Se
possuir até três elétrons, tem facilidade para doar esses elétrons e fica no
grupo dos condutores. Se possuir de cinco a sete elétrons, tem facilidade maior
para receber elétrons e fica no grupo dos isolantes. Existe um grupo especial
de átomos que possui quatro elétrons na última camada e compartilham seus elétrons
com outros átomos em ligações covalentes. São conhecidos como semicondutores.
Os
prótons e elétrons possuem valor de carga igual a 
Coulombs, sendo o elétron com carga negativa e o
próton com carga positiva.
A
unidade de carga elétrica é o Coulomb e equivale a uma diferença de
elétrons entre dois corpos
carregados.
Para que o átomo possa apresentar alguma ação elétrica,
precisa perder ou ganhar elétrons. Isso acontece através de ligações químicas.
Passa então a chamar-se íon – positivo se perdeu elétrons ou negativo se ganhou.
Quando um corpo possui número diferente de elétrons e
prótons dizemos que está carregado e quanto maior essa diferença, maior a carga
elétrica presente.
Uma das formas de carregarmos eletricamente um material é
atritando-o com outro, como por exemplo, um bastão de plástico com um pedaço de
lã. O plástico “arranca” elétrons da lã ficando carregado com carga –q e a lã,
por sua vez fica com a falta do mesmo número de elétrons passados para o
plástico e dizemos que possui carga +q.
Figura 2 – Corpos carregados eletricamente.
Cargas de mesmo sinal se repelem e cargas de sinais
contrários se atraem.
Figura 3 – Atração e repulsão entre cargas.
Todo corpo carregado produz a sua volta linhas de campo
elétrico que saem das cargas positivas e entram nas cargas negativas e quanto
maior a diferença de cargas entre os corpos, mais intensas são essas linhas e maior a diferença
de potencial entre eles.
Figura 4 – Linhas de campo elétrico.
Entre placas paralelas as linhas de campo elétrico se comportam da seguinte forma:
Figura 5 – Linhas de campo elétrico entre placas paralelas.
Esse efeito é utilizado na construção de capacitores.
No próximo post estarei então iniciando as explicações sobre cada grandeza.
Abraço e até lá.
