Eletricidade
Corrente elétrica, entender este conceito facilita o entendimento de muitos fenômenos da natureza. A corrente elétrica, e a eletricidade propriamente dita, estão presentes a todo tempo ao nosso redor e até em nós mesmos.
Podemos citar vários exemplos:
Na natureza: o relâmpago, uma grande descarga elétrica produzida quando se forma uma enorme tensão entre duas regiões da atmosfera.
No corpo humano: impulsos elétricos do olho para o cérebro. Nas células da retina existem substâncias químicas que são sensíveis à luz, quando uma imagem se forma na retina estas substâncias produzem impulsos elétricos que são transmitidos ao cérebro.
Além destes exemplos, podemos identificar vários aparelhos e utensílios em nossa casa que foram construídos a partir do domínio da eletricidade: o ferro de passar roupas, o chuveiro, a lâmpada e muitos outros.
Para entendermos o funcionamento destes aparelhos vamos definir o conceito de corrente elétrica.
Se um condutor é ligado aos pólos do gerador os elétrons do pólo negativo se movimentam ordenadamente para o pólo positivo, esse movimento ordenado dos elétrons é denominado corrente elétrica.
Por convenção, o sentido da corrente elétrica é contrário ao do movimento dos elétrons no condutor.
A quantidade de carga elétrica ∆Q que atravessa uma seção transversal do condutor por um determinado intervalo de tempo ∆t determina a intensidade de corrente elétrica.
Onde:
i = intensidade da corrente elétrica
∆Q = quantidade de carga elétrica
∆t = intervalo de tempo
A unidade de medida utilizada para corrente elétrica é o Coulomb/segundo (C/s), esta unidade recebe o nome de ampère (A).
Exemplo: Na seção transversal de um condutor passa uma quantidade de carga elétrica ∆Q = 8 . 10-4 C no intervalo de tempo ∆t = 2 . 10-2 s. Determine a intensidade da corrente elétrica que atravessa o condutor.
Resolução:
A intensidade da corrente elétrica é dada por:
i = 8.10-4/2.10-2
i = 4.10-2 A
O Efeito Joule
Quando um condutor é aquecido ao ser percorrido por uma corrente elétrica, ocorre uma transformação deEnergia Elétrica em Energia Térmica. Este fenômeno é conhecido como Efeito Joule, em homenagem ao Físico Britânico James Prescott Joule (1818-1889).
Esse fenômeno ocorre devido o encontro dos elétrons da corrente elétrica com as partículas do condutor. Os elétrons sofrem colisões com átomos do condutor, parte da energia cinética (energia de movimento) do elétron é transferida para o átomo aumentando seu estado de agitação, conseqüentemente sua temperatura. Assim, a energia elétrica é transformada em energia térmica (calor)
A descoberta da relação entre eletricidade e calor trouxe ao homem vários benefícios. Muitos aparelhos que utilizamos no nosso dia-a-dia têm seus funcionamentos baseados no Efeito Joule, alguns exemplos são:
Lâmpada: um filamento de tungstênio no interior da lâmpada é aquecido com a passagem da corrente elétrica tornando-se incandescente, emitindo luz.
Chuveiro: um resistor aquece por Efeito Joule a água que o envolve.
São vários os aparelhos que possuem resistores e trabalham por Efeito Joule, como por exemplo, o secador de cabelo, o ferro elétrico e a torradeira.
Outra aplicação que utiliza esta teoria é a proteção de circuitos elétricos por fusíveis. Os fusíveis são dispositivos que têm com objetivo proteger circuitos elétricos de possíveis incêndios, explosões e outros acidentes. O fusível é percorrido pela corrente elétrica do circuito. Caso esta corrente tenha uma intensidade muito alta, a ponto de danificar o circuito, o calor gerado por ela derrete o filamento do fusível interrompendo o fornecimento de energia, protegendo o circuito.
Pode-se fazer uma simples demonstração do Efeito Joule utilizando para isto, três pilhas grandes, um pouco de palha de aço (Bom Bril) e dois fios flexíveis.
Coloque as três pilhas em série e conecte uma extremidade de cada fio nas extremidades da série de pilhas. Coloque a palha de aço em um local onde não possa ocorrer a propagação de chamas (em algum piso não inflamável). Encoste as duas extremidades dos fios na palha de aço, fechando o circuito e estabelecendo a passagem da corrente elétrica. Esta corrente elétrica aquece os fios de palha por Efeito Joule e, por serem muito finos, tornam-se incandescentes e pegam fogo.
Eletrização por atrito
Na eletrização por atrito os corpos atritados ficam com cargas elétricas opostas, como por exemplo, o pedaço de flanela com cargas positivas e o bastão de vidro com cargas negativas.
Observe a animação abaixo:
Eletrização por contato
Considere dois corpos, A e B, sendo A positivamente eletrizado e B um corpo neutro. Quando colocamos estes corpos em contato, as cargas positivas do corpo A atraem as cargas negativas de B. Os corpos, claro, devem ser condutores para que isso aconteça. Ao separarmos os corpos, percebemos que o corpo B perdeu elétrons, logo este ficou positivamente eletrizado. Este processo é chamado eletrização por contato.
Na eletrização por contato os corpos ficam com a mesma distribuição superficial de cargas elétricas. Isto significa que se os corpos forem idênticos, eles terão a mesma carga elétrica.
Convém observamos aqui, um dos princípios mais importantes da eletrostática:
Num sistema eletricamente isolado, a soma algébrica das cargas positivas e negativas é constante.
Isto é uma outra forma de se dizer que a carga elétrica não é criada do nada. Assim, dois corpos podem trocar carga elétrica entre si, mas nenhum deles “fabrica” carga elétrica. Observe a animação:
Eletrização por indução
Dois corpos, A e B, sendo A positivamente eletrizado e B um corpo eletricamente neutro, são colocados próximos um do outro sem haver contato.
As cargas positivas de A atraem as cargas negativas de B. Se aterrarmos o corpo B, as cargas elétricas negativas da terra vão se deslocar para o corpo B. Retirando o condutor que aterra o corpo B e só depois afastar o corpo A. Observamos então que o corpo B ficou negativamente eletrizado.
Este processo é chamado eletrização por indução.
A eletrização pode ocorrer através de três processos:
Um ótimo exemplo que envolve os conhecimentos de eletrização, condutores e isolantes é o que ocorre com os carros de transporte de combustível.
Durante as viagens estes carros podem ficar eletrizados eletricamente por conseqüência do atrito com o ar. A carga elétrica adquirida pelo caminhão não escoa para a terra porque os pneus são bons isolantes elétricos. Logo, a quantidade de carga elétrica vai sendo acumulada na carroceria do caminhão, até o momento que é descarregada em alguém, que ocasionalmente, entrou em contato ou, até mesmo, provocando faíscas ao se aproximar algum condutor. Essas faíscas podem provocar grandes explosões se houver a proximidade do combustível.
Para evitar acidentes utiliza-se uma corrente de metal que liga o caminhão e a terra, assim, as cargas elétricas podem escoar para a terra deixando o caminhão descarregado.
Atualizando:
Como um leitor do blog nos alertou, atualmente os caminhões não utilizam mais a tal corrente de metal, justamente para evitar uma possível explosão por causa das cargas elétricas. No método utilizado atualmente as cargas elétricas são direcionadas a bateria do automóvel.
No corpo humano também observamos a eletricidade: impulsos elétricos do olho para o cérebro. Nas células da retina existem substâncias químicas que são sensíveis à luz, quando uma imagem se forma na retina estas substâncias produzem impulsos elétricos que são transmitidos ao cérebro.
Na Grécia antiga, por volta de 600 a.C., Tales de Mileto fez algumas experiências com uma barra de âmbar (resina sólida fossilizada proveniente das árvores). Ele descobriu que, quando atritada com a pele de animal, a barra de âmbar adquire a propriedade de atrair pequenos pedaços de palha.
A palavra eletricidade se origina do vocábulo elektron, nome grego do âmbar. Apesar das descobertas feitas pelos gregos, a eletricidade só teve seus conhecimentos sistematizados a partir da segunda metade do século XVIII.
Eletricidade pode ser entendida como sendo o fenômeno resultante da interação das partículas que formam a matéria, em especial os elétrons. Para entender melhor o conceito de eletricidade elaborei um pequeno resumo neste post, se você desejar se aprofundar em um dos tópicos basta clicar no subtítulo.
O átomo: elétrons prótons e nêutrons
A matéria é formada de pequenas partículas, os átomos e estes são formados por partículas elementares, sendo as principais os prótons, os elétrons e os nêutrons. Os prótons e nêutrons são formados por quarks. Entender esta estrutura é o primeiro passo para entender a eletricidade.
Eletrização, condutores e isolantes.
Chamamos de condutores os corpos onde as partículas portadoras de carga elétrica conseguem se mover sem dificuldade, os corpos onde isso não acontece chamamos de isolantes.
A eletrização é um fenômeno importante na eletricidade. Quando um corpo ganha elétrons dizemos que ele foi eletrizado negativamente, pois o número de elétrons no corpo é maior que o número de prótons no mesmo. E quando um corpo perde elétrons o número de prótons no corpo é maior que o de elétrons, então, dizemos que o corpo está positivamente eletrizado.
Na eletrização por atrito os corpos atritados ficam com cargas elétricas opostas, como por exemplo, o pedaço de flanela com cargas positivas e o bastão de vidro com cargas negativas.
Na eletrização por contato os corpos ficam com a mesma distribuição superficial de cargas elétricas. Isto significa que se os corpos forem idênticos, eles terão a mesma carga elétrica.
Dois corpos, A e B, sendo A positivamente eletrizado e B um corpo eletricamente neutro, são colocados próximos um do outro sem haver contato.
As cargas positivas de A atraem as cargas negativas de B. Se aterrarmos o corpo B, as cargas elétricas negativas da terra vão se deslocar para o corpo B. Retirando o condutor que aterra o corpo B e só depois afastar o corpo A. Observamos então que o corpo B ficou negativamente eletrizado.
No núcleo do átomo estão os prótons e os nêutrons, e girando em torno deste núcleo estão os elétrons. Um próton em presença de outro próton se repele, o mesmo ocorre com os elétrons, mas entre um próton e um elétron existe uma força de atração, como no exemplo do âmbar e da palha. Desta maneira, atribuímos ao próton e ao elétron uma propriedade física denominada carga elétrica.
Outra contribuição para a Eletricidade foi dada por Coulomb. Charles Augustin Coulomb desenvolveu uma teoria que chamamos hoje de Lei de Coulomb. Ele estudou a força de interação entre as partículas eletrizadas, sabemos hoje que as partículas de mesmo sinal se repelem e as de sinais opostos se atraem.
Tensão elétrica e difereça de potencial (ddp)
Considere um aparelho que mantenha uma falta de elétrons e uma de suas extremidades e na outra um excesso. Este aparelho é chamado gerador e pode ser uma pilha comum. A falta de elétrons em um pólo e o excesso em outro origina uma diferença de potencial (d.d.p.).
Se um condutor é ligado aos pólos do gerador os elétrons do pólo negativo se movimentam ordenadamente para o pólo positivo, esse movimento ordenado dos elétrons é denominado corrente elétrica. Muitas vezes a corrente elétrica é confundida com o termo eletricidade.
Quando um condutor é aquecido ao ser percorrido por uma corrente elétrica, ocorre uma transformação de Energia Elétrica em Energia Térmica. Este fenômeno é conhecido como Efeito Joule, em homenagem ao Físico Britânico James Prescott Joule (1818-1889).
Os resistores são dispositivos cujas principais funções são: dificultar a passagem da corrente elétrica e, transformar Energia Elétrica em Energia Térmica por Efeito Joule. Entendemos a dificuldade que os resistores apresentam à passagem da corrente elétrica como sendo resistência elétrica. O material mais comum na fabricação dos resistores é o carbono.
Em nosso dia-a-dia utilizamos vários aparelhos elétricos onde são empregados circuitos com dois ou mais resistores. Em muitos destes circuitos, um único resistor deve ser percorrido por uma corrente elétrica maior que a suportada, e nestes casos utiliza-se uma associação de resistores. Em outras aplicações vários resistores são ligados um em seguida do outro para obter o circuito desejado, como é o caso das lâmpadas decorativas de natal.
A primeira Lei de Ohm afirma que, ao percorrer um resistor (R) a corrente elétrica (i) é diretamente proporcional à tensão (U).
U = R. i
George Ohm realizou diversos experimentos envolvendo a eletricidade. Muitos destes experimentos estavam relacionados à resistência elétrica, e nestes, ele verificou que a resistência (R) de um resistor é diretamente proporcional ao comprimento (l) do resistor, inversamente proporcional à área da secção transversal (A) e depende do material do qual o resistor é feito. Esta relação é conhecida como a Segunda Lei de Ohm.
A Energia Elétrica pode ser definida como a capacidade de trabalho de uma corrente elétrica. Como toda Energia é a propriedade de um sistema que permite a realização de trabalho. Ela é obtida através de várias formas. Logo, o que chamamos de “eletricidade” pode ser entendido como Energia Elétrica se no fenômeno descrito, a eletricidade realiza de trabalho por meio de cargas elétricas.
O gerador é um mecanismo que transforma energia mecânica, química ou outra forma de energia em energia elétrica. O gerador elétrico mais comum é o dínamo (gerador de corrente contínua) de bicicleta
Associação de Resistores
Para efeito de cálculos, em muitos casos será necessário descobrir como a série de resistores se comporta como um todo. Nestes casos utilizamos o conceito de resistor equivalente. Que é um resistor que tem as mesmas propriedades da associação, ou seja, uma resistência que seja a mesma do conjunto, esta resistência é chamada resistência equivalente.
Associação em série:
Na associação em série todos os resistores são percorridos pela mesma corrente elétrica. Os resistores são ligados um em seguida do outro, existindo apenas um caminho para a corrente elétrica. Observe a figura abaixo:
A ddp de uma associação de resistores em série é a soma das ddps em cada um dos resistores associados.
O valor da resistência equivalente é dado pela soma das resistências dos resistores que constituem a série.
Associação em paralelo:
A associação de resistores em paralelo é um conjunto de resistores ligados de maneira a todos receberem a mesmadiferença de potencial (ddp). Nesta associação existem dois ou mais caminhos para a corrente elétrica, e desta maneira, os resistores não são percorridos pela corrente elétrica total do circuito. Observe a figura.
A corrente, em uma associação de resistores em paralelo, é a soma das correntes nos resistores associados.
Na associação em paralelo, o valor da resistência equivalente é sempre menor que o valor de qualquer resistência dos resistores da associação. Este valor pode ser obtido com as seguintes equações:
Associação mista:
Uma associação mista é composta quando associamos resistores em série e em paralelo no mesmo circuito. Observe na figura abaixo que os resistores R1 e R2 estão em série e os resistores R3 e R4 estão em paralelo:
Nas associações mistas também podemos encontrar um valor para a resistência equivalente. Para isto devemos considerar cada associação (série ou paralelo) separadamente, sendo que todas as propriedades descritas acima são válidas para estas associações.
Associação de Resistores
Para efeito de cálculos, em muitos casos será necessário descobrir como a série de resistores se comporta como um todo. Nestes casos utilizamos o conceito de resistor equivalente. Que é um resistor que tem as mesmas propriedades da associação, ou seja, uma resistência que seja a mesma do conjunto, esta resistência é chamada resistência equivalente.
Associação em série:
Na associação em série todos os resistores são percorridos pela mesma corrente elétrica. Os resistores são ligados um em seguida do outro, existindo apenas um caminho para a corrente elétrica. Observe a figura abaixo:
A ddp de uma associação de resistores em série é a soma das ddps em cada um dos resistores associados.
O valor da resistência equivalente é dado pela soma das resistências dos resistores que constituem a série.
Associação em paralelo:
A associação de resistores em paralelo é um conjunto de resistores ligados de maneira a todos receberem a mesmadiferença de potencial (ddp). Nesta associação existem dois ou mais caminhos para a corrente elétrica, e desta maneira, os resistores não são percorridos pela corrente elétrica total do circuito. Observe a figura.
A corrente, em uma associação de resistores em paralelo, é a soma das correntes nos resistores associados.
Na associação em paralelo, o valor da resistência equivalente é sempre menor que o valor de qualquer resistência dos resistores da associação. Este valor pode ser obtido com as seguintes equações:
Associação mista:
Uma associação mista é composta quando associamos resistores em série e em paralelo no mesmo circuito. Observe na figura abaixo que os resistores R1 e R2 estão em série e os resistores R3 e R4 estão em paralelo:
Nas associações mistas também podemos encontrar um valor para a resistência equivalente. Para isto devemos considerar cada associação (série ou paralelo) separadamente, sendo que todas as propriedades descritas acima são válidas para estas associações.
Carga elétrica
Para entender o conceito de carga elétrica vamos estudar um pouco a estrutura do átomo. No núcleo do átomoestão os prótons e os nêutrons, e girando em torno deste núcleo estão os elétrons. Um próton em presença de outro próton se repele, o mesmo ocorre com os elétrons, mas entre um próton e um elétron existe uma força de atração, como no exemplo do âmbar e da palha. Desta maneira, atribuímos ao próton e ao elétron uma propriedade física denominada carga elétrica.
Quantização de Carga elétrica:
A quantidade de carga do elétron, em valor absoluto, é chamada de carga elementar e é representada por e. Esta carga é chamada elementar, pois é a menor quantidade de carga encontrada na natureza e este valor é:
e= 1,6 . 10-19 C
Coulomb (C) é a unidade de medida utilizada para carga elétrica no Sistema Internacional de Unidades.
Para determinarmos a quantidade de carga elétrica de um corpo precisamos saber o número de elétrons ou prótons que este corpo tem em excesso, logo:
Q=n.e
Onde:
Q = quantidade de carga elétrica do corpo
n = número de elétrons em falta ou em excesso.
e = carga elementar (1,6 . 10-19 C)
Exemplo: O átomo de um certo elemento é composto por 2 prótons, 2 nêutrons e 2 elétrons. Determine a carga elétrica do núcleo deste átomo.
Resolução:
A carga elétrica no núcleo do átomo é devida apenas aos prótons que ali estão, pois os nêutrons não possuem carga elétrica, logo:
Q = + n . e
Q = 2 . 1,6 . 10-19
Q = 3,2 . 10-19C
Para efeito de cálculos, em muitos casos será necessário descobrir como a série de resistores se comporta como um todo. Nestes casos utilizamos o conceito de resistor equivalente. Que é um resistor que tem as mesmas propriedades da associação, ou seja, uma resistência que seja a mesma do conjunto, esta resistência é chamada resistência equivalente.
Associação em série:
Na associação em série todos os resistores são percorridos pela mesma corrente elétrica. Os resistores são ligados um em seguida do outro, existindo apenas um caminho para a corrente elétrica. Observe a figura abaixo:
A ddp de uma associação de resistores em série é a soma das ddps em cada um dos resistores associados.
O valor da resistência equivalente é dado pela soma das resistências dos resistores que constituem a série.
Associação em paralelo:
A associação de resistores em paralelo é um conjunto de resistores ligados de maneira a todos receberem a mesmadiferença de potencial (ddp). Nesta associação existem dois ou mais caminhos para a corrente elétrica, e desta maneira, os resistores não são percorridos pela corrente elétrica total do circuito. Observe a figura.
A corrente, em uma associação de resistores em paralelo, é a soma das correntes nos resistores associados.
Na associação em paralelo, o valor da resistência equivalente é sempre menor que o valor de qualquer resistência dos resistores da associação. Este valor pode ser obtido com as seguintes equações:
Associação mista:
Uma associação mista é composta quando associamos resistores em série e em paralelo no mesmo circuito. Observe na figura abaixo que os resistores R1 e R2 estão em série e os resistores R3 e R4 estão em paralelo:
Nas associações mistas também podemos encontrar um valor para a resistência equivalente. Para isto devemos considerar cada associação (série ou paralelo) separadamente, sendo que todas as propriedades descritas acima são válidas para estas associações.
Carga elétrica
Para entender o conceito de carga elétrica vamos estudar um pouco a estrutura do átomo. No núcleo do átomoestão os prótons e os nêutrons, e girando em torno deste núcleo estão os elétrons. Um próton em presença de outro próton se repele, o mesmo ocorre com os elétrons, mas entre um próton e um elétron existe uma força de atração, como no exemplo do âmbar e da palha. Desta maneira, atribuímos ao próton e ao elétron uma propriedade física denominada carga elétrica.
Quantização de Carga elétrica:
A quantidade de carga do elétron, em valor absoluto, é chamada de carga elementar e é representada por e. Esta carga é chamada elementar, pois é a menor quantidade de carga encontrada na natureza e este valor é:
e= 1,6 . 10-19 C
Coulomb (C) é a unidade de medida utilizada para carga elétrica no Sistema Internacional de Unidades.
Para determinarmos a quantidade de carga elétrica de um corpo precisamos saber o número de elétrons ou prótons que este corpo tem em excesso, logo:
Q=n.e
Onde:
Q = quantidade de carga elétrica do corpo
n = número de elétrons em falta ou em excesso.
e = carga elementar (1,6 . 10-19 C)
Exemplo: O átomo de um certo elemento é composto por 2 prótons, 2 nêutrons e 2 elétrons. Determine a carga elétrica do núcleo deste átomo.
Resolução:
A carga elétrica no núcleo do átomo é devida apenas aos prótons que ali estão, pois os nêutrons não possuem carga elétrica, logo:
Q = + n . e
Q = 2 . 1,6 . 10-19
Q = 3,2 . 10-19C
Associação de Resistores
Para efeito de cálculos, em muitos casos será necessário descobrir como a série de resistores se comporta como um todo. Nestes casos utilizamos o conceito de resistor equivalente. Que é um resistor que tem as mesmas propriedades da associação, ou seja, uma resistência que seja a mesma do conjunto, esta resistência é chamada resistência equivalente.
Associação em série:
Na associação em série todos os resistores são percorridos pela mesma corrente elétrica. Os resistores são ligados um em seguida do outro, existindo apenas um caminho para a corrente elétrica. Observe a figura abaixo:
A ddp de uma associação de resistores em série é a soma das ddps em cada um dos resistores associados.
O valor da resistência equivalente é dado pela soma das resistências dos resistores que constituem a série.
Associação em paralelo:
A associação de resistores em paralelo é um conjunto de resistores ligados de maneira a todos receberem a mesmadiferença de potencial (ddp). Nesta associação existem dois ou mais caminhos para a corrente elétrica, e desta maneira, os resistores não são percorridos pela corrente elétrica total do circuito. Observe a figura.
A corrente, em uma associação de resistores em paralelo, é a soma das correntes nos resistores associados.
Na associação em paralelo, o valor da resistência equivalente é sempre menor que o valor de qualquer resistência dos resistores da associação. Este valor pode ser obtido com as seguintes equações:
Associação mista:
Uma associação mista é composta quando associamos resistores em série e em paralelo no mesmo circuito. Observe na figura abaixo que os resistores R1 e R2 estão em série e os resistores R3 e R4 estão em paralelo:
Nas associações mistas também podemos encontrar um valor para a resistência equivalente. Para isto devemos considerar cada associação (série ou paralelo) separadamente, sendo que todas as propriedades descritas acima são válidas para estas associações.
Carga elétrica
Para entender o conceito de carga elétrica vamos estudar um pouco a estrutura do átomo. No núcleo do átomoestão os prótons e os nêutrons, e girando em torno deste núcleo estão os elétrons. Um próton em presença de outro próton se repele, o mesmo ocorre com os elétrons, mas entre um próton e um elétron existe uma força de atração, como no exemplo do âmbar e da palha. Desta maneira, atribuímos ao próton e ao elétron uma propriedade física denominada carga elétrica.
Quantização de Carga elétrica:
A quantidade de carga do elétron, em valor absoluto, é chamada de carga elementar e é representada por e. Esta carga é chamada elementar, pois é a menor quantidade de carga encontrada na natureza e este valor é:
Coulomb (C) é a unidade de medida utilizada para carga elétrica no Sistema Internacional de Unidades.
Para determinarmos a quantidade de carga elétrica de um corpo precisamos saber o número de elétrons ou prótons que este corpo tem em excesso, logo:
Q=n.e
Onde:
Q = quantidade de carga elétrica do corpo
n = número de elétrons em falta ou em excesso.
e = carga elementar (1,6 . 10-19 C)
Exemplo: O átomo de um certo elemento é composto por 2 prótons, 2 nêutrons e 2 elétrons. Determine a carga elétrica do núcleo deste átomo.
Resolução:
A carga elétrica no núcleo do átomo é devida apenas aos prótons que ali estão, pois os nêutrons não possuem carga elétrica, logo:
Q = + n . e
Q = 2 . 1,6 . 10-19
Q = 3,2 . 10-19C
Para efeito de cálculos, em muitos casos será necessário descobrir como a série de resistores se comporta como um todo. Nestes casos utilizamos o conceito de resistor equivalente. Que é um resistor que tem as mesmas propriedades da associação, ou seja, uma resistência que seja a mesma do conjunto, esta resistência é chamada resistência equivalente.
Associação em série:
Na associação em série todos os resistores são percorridos pela mesma corrente elétrica. Os resistores são ligados um em seguida do outro, existindo apenas um caminho para a corrente elétrica. Observe a figura abaixo:
A ddp de uma associação de resistores em série é a soma das ddps em cada um dos resistores associados.
O valor da resistência equivalente é dado pela soma das resistências dos resistores que constituem a série.
Associação em paralelo:
A associação de resistores em paralelo é um conjunto de resistores ligados de maneira a todos receberem a mesmadiferença de potencial (ddp). Nesta associação existem dois ou mais caminhos para a corrente elétrica, e desta maneira, os resistores não são percorridos pela corrente elétrica total do circuito. Observe a figura.
A corrente, em uma associação de resistores em paralelo, é a soma das correntes nos resistores associados.
Na associação em paralelo, o valor da resistência equivalente é sempre menor que o valor de qualquer resistência dos resistores da associação. Este valor pode ser obtido com as seguintes equações:
Associação mista:
Uma associação mista é composta quando associamos resistores em série e em paralelo no mesmo circuito. Observe na figura abaixo que os resistores R1 e R2 estão em série e os resistores R3 e R4 estão em paralelo:
Nas associações mistas também podemos encontrar um valor para a resistência equivalente. Para isto devemos considerar cada associação (série ou paralelo) separadamente, sendo que todas as propriedades descritas acima são válidas para estas associações.
Carga elétrica
Para entender o conceito de carga elétrica vamos estudar um pouco a estrutura do átomo. No núcleo do átomoestão os prótons e os nêutrons, e girando em torno deste núcleo estão os elétrons. Um próton em presença de outro próton se repele, o mesmo ocorre com os elétrons, mas entre um próton e um elétron existe uma força de atração, como no exemplo do âmbar e da palha. Desta maneira, atribuímos ao próton e ao elétron uma propriedade física denominada carga elétrica.
Quantização de Carga elétrica:
A quantidade de carga do elétron, em valor absoluto, é chamada de carga elementar e é representada por e. Esta carga é chamada elementar, pois é a menor quantidade de carga encontrada na natureza e este valor é:
e= 1,6 . 10-19 C
Coulomb (C) é a unidade de medida utilizada para carga elétrica no Sistema Internacional de Unidades.
Para determinarmos a quantidade de carga elétrica de um corpo precisamos saber o número de elétrons ou prótons que este corpo tem em excesso, logo:
Q=n.e
Onde:
Q = quantidade de carga elétrica do corpo
n = número de elétrons em falta ou em excesso.
e = carga elementar (1,6 . 10-19 C)
Exemplo: O átomo de um certo elemento é composto por 2 prótons, 2 nêutrons e 2 elétrons. Determine a carga elétrica do núcleo deste átomo.
Resolução:
A carga elétrica no núcleo do átomo é devida apenas aos prótons que ali estão, pois os nêutrons não possuem carga elétrica, logo:
Q = + n . e
Q = 2 . 1,6 . 10-19
Q = 3,2 . 10-19C