Eletrodinâmica

Dentro da Física, a área responsável por estudar as cargas elétricas em movimento é chamada de Eletrodinâmica. A matéria é de extrema importância para o desenvolvimento de novas tecnologias e à subsistência da forma de vida moderna. Temos contatos com os fenômenos abordados pela Eletrodinâmica tanto na natureza como em casa. Um acontecimento comum que é estudado pela matéria é o raio.

Quando há raios, observamos cargas elétricas entre o solo e a nuvem e vice-versa, ou entre as próprias nuvens. Essas cargas possuem sinais opostos e por isso cria-se uma atração muito forte, que acaba ocasionando descargas elétricas contra o solo.

Também percebemos a Eletrodinâmica na geração de energia elétrica. Um gerador manda uma carga de energia que atinge partículas de átomos. Essa carga forma uma corrente elétrica em um condutor. Os condutores ajudam a abastecer uma cidade com a energia conduzida.

O estudo desses condutores de energia é justamente um dos pontos de partida para o entendimento da Eletrodinâmica. E isso envolve o resgate de alguns conceitos de química.

Sabemos que um átomo é formado por elétrons, prótons e neutros. Dentre os elétrons, alguns podem estar diretamente ligados ao núcleo do átomo, ou seja, aos prótons e nêutrons. Dessa forma eles não são livres, e isso os incapacita de conduzir a energia elétrica. Já os elétrons livres, por não estarem presos ao átomo, são capazes de fazer a condução. Dito em outras palavras, só os elétrons livres podem dar forma a uma corrente elétrica.

Condutores, supercondutores e isolantes

Concluímos que um material que não possui elétrons livres não poderá conduzir energia. Temos, então, uma separação entre as substâncias químicas: as condutoras e as não condutoras de energia elétrica. Podemos agrupar os materiais que possuem as substâncias em três grupos: os condutores, supercondutores e isolantes.

Cada forma desses corpos apresenta uma melhor ou pior capacidade de condução. Por exemplo, os metais, que são condutores metálicos. Eles são chamados assim por possuírem elétrons que pulam de uma camada eletrônica para outra quando recebem energia. Veja as definições de cada grupo:

• Todo material que transporta uma quantia de eletricidade pode ser chamado de condutor. Ao desempenhar essa função, esse material tende a esquentar muito. Isso acontece porque seus elétrons se agitam e entram em atrito com o núcleo do átomo e os outros elétrons. A essa característica dos condutores damos o nome de resistência elétrica.
• Os supercondutores são caracterizados por dificultarem a passagem dos elétrons livres. No entanto, a capacidade de resistência é bastante baixa, e pode ser variável. Temos o exemplo da cerâmica, que se comporta de maneira diferente de acordo com a temperatura. Ela é um isolante em temperatura normal, mas quando está num ambiente cuja temperatura é 196º negativos ela se torna condutora.
• Já os isolantes impedem totalmente a movimentação dos elétrons, ou seja, não são condutores. Esses materiais não possuem elétrons livres, e então não podem transportar energia elétrica. Entre isolantes muito utilizados estão à madeira, a água pura, a porcelana e a borracha. A água mineral e a água da torneira conduzem eletricidade por conterem impurezas em sua constituição, que normalmente são minérios.

A condução

O material que possui a capacidade de condução transporta a eletricidade através de suas substâncias. É isso que acontece com os metais como o cobre e o ouro, por exemplo.

Além de estarem mais distantes do núcleo do átomo, os elétrons livres se dispõem de maneira desordenada ao redor dele. Mas se um gerador emite uma carga elétrica sobre o conjunto de átomos, os elétrons livres começam a se organizar. Uma corrente elétrica surge pela da ação da força elétrica através da organização dos elétrons livres. E assim se forma o movimento da corrente.

Podemos dizer, então, que a corrente elétrica acontece quando as cargas elétricas passam a ter um movimento ordenado no condutor metálico. Ela pode agir em dois sentidos:

• Convencional: Quando há o deslocamento das cargas positivas, indo de um potencial maior para o menor.
• Real: Quando há o movimento contrário, isto é, do potencial menor para o maior.

Uma corrente elétrica possuem outras características que a definem. Ela tem uma determinada intensidade; determinado efeito; e se categoriza em um tipo de corrente, que pode ser contínua ou alternada.

Existem outras áreas de estudo dentro da Eletrodinâmica que são distintos, mas complementares. A abordagem de todos esses segmentos ajuda-nos a compreender a matéria como um todo. Por exemplo, o estudo dos resistores, que são componentes elétricos capazes de limitar a intensidade das correntes elétricas.

Outro objeto de estudo é a eletricidade enquanto unida ao magnetismo. Essa matéria é estudada através de circuitos elétricos, e está ligada ao campo de pesquisa do eletromagnetismo. Os circuitos são responsáveis pela formação de caminhos fechados (chamados de formação cíclica) para que uma corrente elétrica possa passar. Os indutores, capacitores, resistores, diodos, fontes de tensão, linhas de transmissão, interruptores são alguns dos mecanismos que possuem tais circuitos.