Corrente Elétrica, Efeito Químico e Corrente Iônica: Contínua e Alternada


Corrente Elétrica

Diariamente, temos contato com o fenômeno de natureza elétrica que denominamos corrente elétrica. Afirmamos que ela é a responsável pela luz proveniente do filamento de uma lâmpada, pelo aquecimento da água que usamos no banho, pelo funcionamento dos motores elétricos, e que várias coisas dependem dela para operar. Você já imaginou o mundo de hoje sem a corrente elétrica?

Corrente Elétrica

De um modo geral, £i corrente elétrica é produzida pelos geradores, que são elementos elétricos cuja finalidade básica é manter uma diferença de potencial entre dois pontos. Uma represa hidrelétrica, por exemplo, pode ser considerada um grande complexo gerador. A água represada penetra com velocidade nas turbinas, transmitindo a elas energia cinética. O movimento dessas turbinas faz girar o sistema de geração propriamente dito. Esses geradores produzem, então, a energia elétrica, que é distribuída ao consumidor na forma de corrente elétrica.

CORRENTE ELÉTRICA

Considerando um fio metálico, portanto um condutor, os elétrons de condução no seu interior movem-se ao acaso em todas as direções como as moléculas de um gás confinado. O movimento é acompanhado de colisões entre cada elétron livre e íons fixos do meta .

Sentido dos elétrons

Portanto de agora em diante iremos utilizar o sentido convencional, para indicar o sentido da corrente elétrica. Num fio metálico apenas os elétrons livres contribuem para a corrente elétrica, pois os íons positivos permanecem “fixos”, mesmo em presença de um campo elétrico. O movimento de um elétron livre no interior do metal pode ser compreendido como a superposição de dois movimentos: o caótico, associado à temperatura, e aquele devido ao campo elétrico, gerado pela fonte de energia externa. Apenas esse último, que provoca um deslocamento na direção do campo, está associado à corrente elétrica.

A intensidade da corrente elétrica está relacionada ao número de elétrons livres que no interior do fio se movem em razão do campo elétrico. Quando o fio está desligado da fonte de energia os elétrons livres se movem devido à agitação térmica e não possuem direção nem sentido definidos. A corrente elétrica nos condutores surge quando, no interior do fio, se estabelece um campo elétrico. Nesse caso, um determinado número de elétrons atravessa uma superfície imaginária durante um certo intervalo de tempo. Assim, a corrente elétrica (i) é definida como sendo a quantidade de carga (Q) que passa, por unidade de tempo(At), através de uma seção do condutor.

Seção transversal

Se ligarmos uma fonte de tensão às extremidades de um fio, estabelece-se uma diferença de potencial AU  nos polos. É importante dizer que seção transversal é um corte feito no fio para medir, como num pedágio, quantos elétrons passa por ali num intervalo de tempo. Portanto, podemos escrever que:
A quantidade de carga Q é dada pelo produto do número n de elétrons pela carga do elétron e = 1,6 . IO’19 Coulomb.
Q = n.e nos condutores metálicos, sendo Q = n . e, podemos
Q = carga elétrica => coulomb (C)
At = intervalo de tempo => segundo (s)
i = intensidade de corrente elétrica => coulomb por
segundo (C/s) = ampere (A)

Como consequência das colisões entre os portadores de carga em movimento e as partículas componentes dos condutores, a passagem da corrente elétrica eleva a temperatura desses condutores. Este efeito tem grande aplicação em aparelhos destinados a produzir calor ou luz, tais como ferros elétricos, lâmpadas incandescentes (onde a temperatura do filamento chega a 2800°C), secadores de cabelo, chuveiros, torradeiras, torneiras elétricas, etc. Importante: Frequentemente utilizamos submúltiplos do ampere. l mA = IO’3 A (miliampere) l HA = IO’6 A (microampere).

Efeito Químico

Este efeito ocorre quando se faz a corrente elétrica atravessar soluções eletrolíticas, provocando transformações químicas. É usado industrialmente nos processos de galvanização, que consistem em revestir um metal com outro (níquel, prata, etc.). Se colocarmos uma bússola próximo a um condutor onde circula uma corrente elétrica, notaremos que ocorre um desvio na sua agulha. Este é o único efeito que sempre “acompanha” a corrente elétrica.

Corrente iônica: quando as cargas móveis são íons positivos ou negativos. Ocorre principalmente nos líquidos e gases. Por ora, só veremos a corrente eletrônica, onde destacaremos dois tipos: Corrente contínua (C.C) Corrente alternada (C.A.)
• Corrente contínua (CC): quando os portadores de carga se movimentam sempre no mesmo sentido, caracteriza-se a corrente contínua. Um caso interessante, e muito útil, de corrente contínua é aquela em que a intensidade de corrente elétrica é constante no decorrer do tempo.
• Corrente alternada (CA): quando os portadores de carga se movimentam ora num sentido, ora no outro, caracteriza-se a corrente alternada.

Enquanto houver uma diferença de nível (ddn), haverá uma corrente de água pelo cano. Nos condutores metálicos, temos: V —> Potencial elétrico de um ponto. Este tipo de corrente elétrica é encontrado nos terminais das tomadas de nossas residências. Em resumo: não há corrente elétrica há corrente elétrica Indicando-se a tensão elétrica disponível entre os terminais de um gerador por U, a quantidade de carga que o atravessa, por Q e a energia elétrica que ele fornece, para essa carga, por E.

Com a energia elétrica medida em joule (J), a carga elétrica medida em coulomb (C), a tensão elétrica vem expressa em J/C e denomina-se volt(V).
Tensão elétrica ou D.D.P. (Diferença de Potencial) é a grandeza que nos informa quanto de energia o gerador fornece para cada unidade de carga elétrica que o atravessa.

A definição formal desta grandeza só pode ser vista bem mais adiante. Por ora, basta você saber que é ela quem provoca o movimento das cargas dentro de um condutor (corrente elétrica). Você compreenderá melhor pela comparação feita com um circuito hidráulico.

Entende-se por resistor puro todo elemento de circuito cuja função exclusiva é efetuar a conversão da energia elétrica em energia térmica (calor).
Isso explica o aquecimento dos condutores percorridos por corrente elétrica. Observe, então, que as cargas elétricas que constituem a corrente elétrica sofrem, por parte do condutor, uma forte oposição ao seu movimento, dificultando assim a passagem da corrente. Justamente a medida dessa dificuldade de trânsito imposta pelo resistor à corrente é que serve para caracterizar sua propriedade física básica que é a resistência elétrica.
Seja U = VA – VB a terminais de um resistor que o atravessa. Tensão elétrica (D.D.P.) aplicada aos ; i a intensidade de corrente elétrica

Conclusão – Para qualquer aparelho elétrico, a potência elétrica posta em jogo é igual ao produto da tensão elétrica no aparelho pela intensidade de corrente que percorre.