Fenômeno Físico: Eletricidade

1) Qual a essência dos fenômenos elétricos?

Os fenômenos de natureza elétrica são conhecidos há séculos. Na Grécia antiga, Tales de Mileto observou que o âmbar (substância resinosa, amarela e fossilizada) é capaz de adquirir carga elétrica por meio de fricção e sugeriu a palavra grega elektron dando origem a palavra eletricidade.

         

Âmbar de Altamira

Pingente Oval de Âmbar

2) O que é eletricidade?

Eletricidade é o fenômeno relacionado à interação das estruturas atômicas da matéria: os prótons, elétrons e nêutrons e é definido que essas estruturas se interagem através de uma carga elétrica.

A eletricidade é percebida em diversos fenômenos que podemos observar no cotidiano, como as descargas elétricas atmosféricas: raios e relâmpagos e a passagem dessas cargas elétricas em um meio material, e esses fenômenos manifestam a energia elétrica. 

3) O que é carga elétrica?

Todos os corpos são formados por átomos, que por sua vez são constituídos por partículas como prótons, elétrons e nêutrons. Define-se carga elétrica como sendo a propriedade de interação das partículas de um átomo, que possibilitam o funcionamento dos aparelhos elétricos, e a incidência de raios na Terra, por exemplo. 

Convenciona-se que o elétrons possuem carga elétrica negativa e os prótons possuem carga elétrica positiva e os nêutrons não possuem carga elétrica. A carga elétrica é também notada nos corpos, que quando atritados, manifestam a ação de se atraírem ou se repelirem. Esta atração ou repulsão é manifestada através de uma força chamada força elétrica. É convencionado que a carga elétrica não possui massa.

4) Como se dá a força elétrica nos corpos?

O movimento de atração e repulsão entre os corpos e a configuração dos elétrons na eletrosfera em cada elemento e sua capacidade de afinidade com outros elementos são manifestações da força elétrica. Os elétrons das últimas camadas são fracamente ligados ao seu núcleo atômico, podem locomover-se pelo corpo sofrendo a ação da força elétrica.

5) Em que tipo de ambiente os elétrons podem se mover?  

Em geral, os corpos na natureza são eletricamente neutros. Isso significa que eles são compostos de átomos que têm o mesmo número de elétrons (cargas elétricas negativas) e de prótons (cargas elétricas positivas), de modo que a carga elétrica total do átomo seja zero. Entretanto, com a aplicação de energia, é possível tanto retirar elétrons dos átomos de um corpo quanto adicioná-los a ele, havendo assim, o movimento dessas cargas. As cargas elétricas podem se mover no ar, no vácuo, no corpo humano ou em meios materiais como os metais ou qualquer corpo capaz de produzir corrente elétrica.

6) O que é corrente elétrica?

Quando há um movimento ordenado de cargas elétricas e elas deslocam-se no mesmo sentido em um meio material, e as contribuições de cada uma das cargas se somam, dizemos que há uma corrente elétrica. O acender da lâmpada indica passagem de corrente elétrica pelo fio.

7) Qual o sentido do movimento ordenado dos elétrons num material? 
O sentido real das cargas elétricas é deslocar-se de onde se tem mais elétrons para onde se tem menos elétrons.

8) Quais são os tipos de corrente elétrica?

Corrente contínua e corrente alternada. 

9) O que é uma corrente contínua?

Quando a corrente elétrica num ambiente que ela circunda mantém sempre o mesmo sentido. As baterias de automóveis, de telefones celulares, assim como as pilhas comuns de lanterna, fornecem uma corrente contínua (DC).

10) O que é corrente alternada?

Quando a corrente elétrica num ambiente que ela circunda alterna periodicamente seu sentido. . A corrente fornecida pelas usinas hidrelétricas ou termoelétricas, que abastecem de energia nossas casas, é alternada (AC).

11) Como verifica-se a intensidade da corrente elétrica?

A intensidade de corrente elétrica mede a quantidade de carga que atravessa a seção reta do material (condutor) numa unidade de tempo considerada. Quanto mais cargas passarem tanto maior será a intensidade de corrente elétrica.

12) Que efeitos da corrente elétrica são notados no cotidiano?

Estudaremos então os efeitos causados pela passagem de corrente elétrica em um condutor.

Ferro de passar roupa, chuveiros elétricos, telefonia celular, transmissões de rádio e TV, lâmpadas fluorescentes, tratamentos de proteção galvânica - cromação, niquelação - utilizados em nossas indústrias, decomposições químicas - eletrólise - para a obtenção de compostos químicos mais simples nos dão a exata dimensão de nossa dependência energética.

Os efeitos provocados pela passagem da corrente elétrica em um condutor podem ser classificados em:

• EFEITO MAGNÉTICO;

• EFEITO LUMINOSO;

• EFEITO TÉRMICO OU EFEITO JOULE;

• EFEITO QUÍMICO;

• EFEITO FISIOLÓGICO.

Máquinas e equipamentos eletroeletrônicos precisam estar ligados à rede elétrica ou a uma bateria para obter a energia de que precisam para funcionar, necessitam assim da energia elétrica.

Atividades

1) Os fenômenos elétricos fazem parte de nosso cotidiano. A respeito desses tipos de fenômenos é CORRETO afirmar que:

      (A) Os átomos são compostos de partículas que possuem cargas elétricas positivas e negativas.

     (B) Na fricção do âmbar, Tales constatou que os corpos a ele friccionados afastavam-se bruscamente.

      (C) Um corpo que possui cargas elétricas estará eletricamente carregado.

      (D) O efeito da eletricidade está relacionado à perde e recebimento de prótons.

 

2) Identifique agora a única afirmativa FALSA:

     (A) Todos os corpos possuem cargas elétricas, não necessariamente eletricamente carregados.

     (B) Dizemos que um meio é carregado negativamente quando possui maior quantidade de elétrons em relação a um outro meio com menor quantidade de elétrons que é chamado meio carregado positivamente.

     (C) A força elétrica está relacionada com a interação entre os elétrons e o núcleo num átomo.

     (D) Dizemos que um corpo está eletricamente carregado somente quando ele tem falta de elétrons.

3) A corrente elétrica que se estabelece num condutor metálico é decorrente do movimento ordenado de:

     (A) íons do metal.

     (B) prótons.

     (C) elétrons livres.

     (D) prótons num sentido e elétrons livres em sentido oposto.

 

4) Um fluxo de elétrons em movimento é formado quando tais elétrons se deslocam de um meio carregado negativamente para outro meio carregado positivamente. Esse fluxo é chamado de corrente elétrica, e neste movimento é chamado de corrente:

        (A) real.                

        (B) convencional.    

        (C) continuada.                    

        (D) alterada.

 

5) A energia química gerada no interior da pilha, mantém as cargas nos polos constantes mesmo quando há o fluxo de elétrons. Esse fluxo é conhecido como corrente elétrica:

       (A) rarefeita.         

       (B) conveniente.  

       (C) contínua. 

       (D) alternada.

 

6) A intensidade da corrente elétrica é a quantidade de carga elétrica que passa por um condutor por unidade de tempo. A Unidade SI de corrente elétrica é o:

       (A) amperè (A).                     

       (B) newton (N).

       (C) quilograma-força (kgf).                   

       (D) volts (V).    

7) Brasil registrou o maior raio do mundo com 709 km de extensão O maior relâmpago em distância horizontal do mundo foi registrado no Brasil, segundo a Organização Meteorológica Mundial (OMM), que anunciou novos recordes sobre o tema nesta sexta-feira (26). Conforme a entidade, o fenômeno ocorreu em 31 de outubro de 2018 no sul do país e alcançou 709 km. Os cientistas pontuam que este marco é equivalente à distância entre São Paulo e Rio de Janeiro multiplicada por dois. O recorde anterior aconteceu em 2007, quando um raio de 321 km atingiu o estado de Oklahoma, nos Estados Unidos. GAIATO, K. Brasil registrou o maior raio do mundo com 709 km de extensão. 

(Disponível em: https://www.tecmundo.com.br/ ciencia/154609-brasil-registrou-maior-raio-mundo-709-km-extensao.htm. Acesso em: 28 ago. 2020.)

Foi a partir da segunda metade do século XIX, por volta de 1850, que novas tecnologias da época possibilitaram a utilização da energia elétrica então, apenas observada em fenômenos naturais, como os raios. Com o controle e a manipulação dessa fonte de energia foi possível sua transmissão a longas distâncias e permitiu o desenvolvimento de máquinas menores e portáteis.

a) Como os raios se formam?

 

b) Como seria sua vida sem acesso à energia elétrica?

8) A passagem da corrente elétrica em um meio condutor gera transformação de energia. Especifique que tipo de energia predominante que é transformada a energia elétrica no piano elétrico, no liquidificador e na lâmpada de LED, respectivamente.

     (A) Vibração - Motora – Colorida.

     (B) Sonora - Mecânica Cinética – Luminosa.

     (C) Potencial - Térmica – Ondulatória.

     (D) Ondulatória - Motora – Fotoelétrica.

9) As baterias, muitas vezes, são classificadas em termos de ampere-hora (Ah). O que essa classificação indica?

 

10) Drones vêm sendo utilizados por empresas americanas para monitorar o ambiente subaquático. Esses drones podem substituir mergulhadores, sendo capazes de realizar mergulhos de até cinquenta metros de profundidade e operar por até duas horas e meia. Considere um drone que utiliza uma bateria com carga total q = 5.900 mAh. Se o drone operar por um intervalo de tempo igual a Δt = 90 min, a corrente média fornecida pela bateria nesse intervalo de tempo será igual a:

     (A) 10 mA.

     (B) 600 mA.

     (C) 1.350 mA.

     (D) 81.000 mA.

Pesquisa Google:

1) O que significam corrente real e corrente convencional?

2) Onde é utilizada a corrente contínua? E onde é utilizada a corrente alternada?

3) Qual unidade de medida utilizada para medir a intensidade de uma corrente elétrica?

4) Qual a função dos fusíveis e disjuntores?

Problema Resolvido:

Uma corrente elétrica de 1 A atravessa um circuito elétrico simples. Qual é a quantidade de elétrons que passa, por segundo, pela secção transversal de um fio condutor desse circuito?

Aprofunde-se: