Aprenda sobre um dos elementos básicos da Eletrodinâmica de maneira divertida: a corrente elétrica.
Corrente elétrica é o fluxo ordenado de partículas portadoras de carga elétrica ou o deslocamento de cargas dentro de um condutor, quando existe uma diferença de potencial elétrico entre as extremidades. Tal deslocamento procura restabelecer o equilíbrio desfeito pela ação de um campo elétrico ou outros meios (reações químicas, atrito, luz, etc.)
Microscopicamente, as cargas livres estão em movimento aleatório devido à agitação térmica. Apesar desse movimento desordenado, ao estabelecermos um campo elétrico na região das cargas, verifica-se um movimento ordenado que se apresenta superposto ao primeiro. Esse movimento recebe o nome de movimento de deriva das cargas livres.
Figura 01. Corrente elétrica circulando pelo filamento de uma lâmpada incandescente.
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1. Definição
Desde os estudos em Eletrostática já estudamos, de certa forma, o movimento dos portadores de cargas elétricas. No entanto, tal movimento era descrito através de uma interação entre forças elétricas (par ação e reação). Nada além de uma descrição fenomenológica pelo viés da interação elétrica.
Mais para frente, contudo, no final dos estudos de Eletrostática, abordamos o conceito de potencial elétrico para, enfim, o conceito de diferença de potencial elétrico (ddp). E aí sim, podemos adentrar na Eletrodinâmica e entender um tipo de movimento que se dá por conta dessa ddp. Um movimento ordenado dos portadores de cargas elétricas dentro de um condutor (seja este um metal, uma solução eletrolítica ou um gás ionizado) motivado por uma ddp.
Em uma visão microscópica, as partículas livres e carregadas estão em movimento aleatório devido à agitação térmica. Apesar desse movimento desordenado, ao estabelecermos um campo elétrico na região das cargas, verifica-se um movimento ordenado que se apresenta superposto ao primeiro.
Esse movimento recebe o nome de movimento de deriva das cargas livres.Raios são exemplos de corrente elétrica, bem como o vento solar, porém a mais conhecida, provavelmente, é a do fluxo de elétrons através de um condutor elétrico, geralmente metálico.
A intensidade da corrente elétrica é definida como a razão entre o módulo da quantidade de carga ΔQ que atravessa certa secção transversal (corte feito ao longo da menor dimensão de um corpo) do condutor em um intervalode tempo Δt.
onde Q = ne, sendo n o número em excesso de portadores de cargas elétricas no condutor e e a carga elementar.
A unidade padrão no SI para medida de intensidade de corrente é o ampère (A).A corrente elétrica é também chamada informalmente de amperagem.Embora seja um termo válido na linguagem coloquial, a maioria dos engenheiros eletricistas repudia o seu uso por confundir a grandeza física (corrente elétrica) com a unidade que a medirá (ampère). A corrente elétrica, designada por I , é o fluxo das cargas de condução dentro de um material. A intensidade da corrente é a taxa de transferência da carga, igual à carga transferida durante um intervalo infinitesimal dividida pelo tempo.
2. Tipos de corrente elétrica
Corrente contínua
Corrente contínua (CC ou DC – do inglês direct current) é o fluxo ordenado de cargas elétricas no mesmo sentido.Esse tipo de corrente é gerado por baterias de automóveis ou de motos (6, 12 ou 24V), pequenas baterias (geralmente de 9V), pilhas (1,2V e 1,5V), dínamos, células solares e fontes de alimentação de várias tecnologias, que retificam a corrente alternada para produzir corrente contínua.
Figura 02. Corrente elétrica contínua.
Corrente alternada
Corrente alternada (CA ou AC – do inglês alternating current) é uma corrente elétrica cujo sentido varia no tempo, ao contrário da corrente contínua cujo sentido permanece constante ao longo do tempo. A forma de onda usual em um circuito de potência CA é senoidal por ser a forma de transmissão de energia mais eficiente. Entretanto, em certas aplicações, diferentes formas de ondas são utilizadas, tais como triangular ou ondas quadradas. Enquanto a fonte de corrente contínua é constituída pelos pólos positivo e negativo, a de corrente alternada é composta por fases (e, muitas vezes, pelo fio neutro).
Figura 03. Corrente elétrica alternada.
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3. O sentido convencional da corrente elétrica
No início da história da eletricidade definiu-seo sentido da corrente elétrica como sendo o sentido do fluxo de cargaspositivas, ou seja, as cargas que se movimentam do pólo positivo para o pólo negativo. Naquele tempo nada se conhecia sobre a estrutura dos átomos. Não se imaginava que em condutores sólidos as cargas positivas estão fortemente ligadas aos núcleos dos átomos e, portanto, não pode haver fluxo macroscópico de cargas positivas em condutores sólidos.
No entanto, quando a física subatômica estabeleceu esse fato, o conceito anterior já estava arraigado e era amplamente utilizado em cálculos e representações para análise de circuitos. Esse sentido continua a ser utilizado até os dias de hoje e é chamado sentido convencional da corrente.
4. Seus efeitos
Podemos considerar alguns efeitos:
a)térmico– quando um condutor é percorrido por uma corrente elétrica, ele libera energia, por calor.
b)químico– como observado nas cubas eletrolíticas, no fenômeno da eletrólise.
c)magnético– interação com os ímãs, como observado nos motores elétricos.
d)fisiológico– observado nos organismos vivos (choques elétricos, eletrocussão, eletrocardiograma).
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