ELETRICIDADE

ÁTOMOS E SUA ESTRUTURA

A unidade fundamental da matéria é o átomo, sendo assim, constitui-se da menor partícula de um elemento. O átomo é composto de um núcleo central contendo prótons (carga positiva) e nêutrons (carga nula). A região ao redor do núcleo, chamada de eletrosfera, orbitam os elétrons (carga negativa).

Figura 1: Modelo atômico

O módulo da carga elétrica de um próton, ou de um elétron, é a menor quantidade de carga possível de se encontrar na natureza, por isso, essa carga é denominado de carga elétrica elementar, que é dada por: 16 x 10^-19 [C] (coulomb).

Como o valor da carga elétrica do próton e do elétron são diferentes apenas em polaridade (sinal), tem-se que a carga elétrica de um próton é +(positiva), e do elétron é –(negativa). Desta forma, conhecendo-se a quantidade de prótons ou elétrons que um corpo qualquer tem em excesso, pode-se calcular o valor da carga elétrica deste corpo: Q = ±e ⋅ n [C].

Sendo n a quantidade de prótons ou elétrons excedentes no corpo.

EXEMPLO: Um corpo que inicialmente tem carga elétrica equilibrada (carga nula) é submetido a um processo de eletrização no qual perde 5 elétrons. Calcule a carga elétrica deste corpo após a eletrização.

RESPOSTA: Um corpo que tem carga elétrica nula possui a mesma quantidade de prótons e elétrons. Se o corpo perdeu 5 elétrons, significa que agora ele possui 5 prótons a mais do que a quantidade de elétrons. Sendo

assim, aplica-se a equação, escolhendo o sinal positivo (pois trata-se de prótons em excesso) e fazendo n = 5:

Q = + 1,6 x 10^-19 . 5 -> Q = 8 x 10^-19 [C]

ELÉTRONS LIVRES

Como dito anteriormente, os elétrons orbitam o núcleo atômico. Acontece que os elétrons mais afastados podem ganhar energia do meio externo e desprender-se do átomo de origem, passando –se chamar elétrons livres. E são os elétrons livres que constituem a famosa corrente elétrica, assunto a ser tratado mais adiante desta apostila. Materiais condutores possuem grande quantidade de elétrons livres.

TENSÃO ELÉTRICA OU DIFERENÇA DE POTENCIAL ELÉTRICO (DDP)

A tensão elétrica (V), que também é medida em volt (V) é a diferença de potencial elétrico entre dois pontos. A tensão elétrica indica o trabalho que deve ser feito, por unidade de carga, contra um campo elétrico para se movimentar uma carga qualquer. Separando um corpo neutro em duas regiões com cargas opostas cria-se uma tensão elétrica entre essas regiões. Toda fonte de tensão é estabelecida com a simples criação de uma separação de cargas positivas e negativas.

Quando uma carga de prova é submetida a uma tensão elétrica, ela move-se da região de maior potencial para a região de menor potencial. A tensão elétrica é a grande responsável pelo surgimento da corrente elétrica.

Grandeza Símbolos UnidadeTensão Elétrica V, U ou E V (Volt)

CORRENTE ELÉTRICA

Um condutor metálico, que tem a característica de ter elétrons livres, quando é conectado a um pólo positivo, e em sua outra extremidade a um pólo negativo, esses elétrons inicialmente livres e desordenados iniciam um movimento ordenado e em um sentido. Este fluxo ordenado de elétrons é chamado de corrente elétrica.

Grandeza Símbolo UnidadeCorrente Elétrica I A (Amper)

Em outras palavras, corrente elétrica é a quantidade de carga elétrica que atravessa a secção transversal de um condutor em um intervalo de um segundo. Portanto, o cálculo da intensidade de corrente elétrica (I) é dado por:

Sendo Q a carga total que atravessa o corpo e ∆t o intervalo de tempo considerado (Obs: o tempo deve ser considerado em segundos).

EXERCÍCIOS

1- Uma corrente elétrica de intensidade igual a 5 A percorre um fio condutor. Determine o valor da carga que passa através de uma secção transversal em 1 minuto.

2- Assinale a alternativa que apresenta corretamente a unidade utilizada para determinar a corrente elétrica de acordo com o sistema internacional de unidades (SI):

a) Volt - V

b) Watt - W

c) Coulomb - C

d) Coulomb vezes segundo – C.s

e) Ampére – A

3- Durante 2,0 s são transportados 0,5 C de carga elétrica em um corpo condutor. Determine a corrente elétrica formada nesse corpo.

a) 2,5 A

b) 1,0 A

c) 0,25 A

d) 2,0 A

e) 0,5 A

4- Uma corrente elétrica de 0,15 A é formada em um fio condutor durante o intervalo de tempo de 2 minutos. Determine o módulo da carga elétrica que atravessou o fio durante esse tempo.

a) 18 C

b) 0,30 C

c) 0,075 C

d) 13,33 C

e) 15 C

MÚLTIPLOS E SUBMÚLTIPLOS

Com o intuito de facilitar a escrita de determinados valores das mais diversas variáveis da eletricidade, foi convencionada a utilização dos múltiplos para compactar números maiores e os submúltiplos para números “quebrados”.

EXERCÍCIOS

1) Transforme:

a) 2 kΩ em Ω

b) 1,5 A em mmA

c) 5,8 GΩ em KΩ

d) 0,4µA em mA

CORRENTE CONTÍNUA

Uma corrente é considerada contínua quando não altera seu sentido, ou seja, é sempre positiva ou sempre negativa.

A maior parte dos circuitos eletrônicos trabalha com corrente contínua, embora nem todas tenham o mesmo "rendimento", quanto à sua curva no gráfico i x t, a corrente contínua pode ser classificada por:

Corrente contínua constante

Diz-se que uma corrente contínua é constante, se seu gráfico for dado por um segmento de reta constante, ou seja, não variável. Este tipo de corrente é comumente encontrado em pilhas e baterias.

CORRENTE ALTERNADA

Dependendo da forma como é gerada a corrente, esta é invertida periodicamente, ou seja, ora é positiva e ora é negativa, fazendo com que os elétrons executem um movimento de vai-e-vem.

Este tipo de corrente é o que encontramos quando medimos a corrente encontrada na rede elétrica residencial, ou seja, a corrente medida nas tomadas de nossa casa.

SENTIDOS DA CORRENTE ELÉTRICA

Para o sentido da corrente temos que diferenciar o sentido real/eletrônico do sentido convencional.

FREQUÊNCIA

A frequência elétrica é uma grandeza dada em Hertz (Hz), em homenagem ao físico alemão Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894). Ela corresponde ao número de oscilações, ondas ou ciclos por segundo que ocorre na corrente elétrica alternada.

Essa oscilação da corrente é medida no período de um segundo, sendo assim, quando dizemos que estamos em uma rede de 60Hz estamos dizendo que o valor de pico da rede varia entre pico positivo á pico negativo 60 vezes em um segundo.

Se temos uma tensão de pico de 127V em uma frequência de 60Hz entendemos que no período de um segundo, a tensão oscilou de 127V a -127V, sessenta vezes.

Onde,

f – Frequência em Hertz (Hz)

T- Período em segundos (s)

EXERCÍCIOS

1.Encontre os períodos das tensões periódicas que têm fre qüência de :

a) 0,2Hz;

b)12kHz; c)4,2MHz.

2.Encontre a frequência das correntes periódicas que possuem períodos de: a) 50s; b) 42ms; c)1h

RESISTÊNCIA ELÉTRICA

A resistência elétrica está associada a oposição do fluxo de carga (corrente) em um determinado circuito. Essa oposição é chamada de resistência. Um resistor, é um componente eletroeletrônico que cuja função é adicionar resistência elétrica ao circuito.

Grandeza Símbolo UnidadeResistência Elétrica R Ohm (Ω)

RESISTIVIDADE

Resistência e Resistividade são coisas diferentes. A resistência está associada ao corpo, enquanto a resistividade, por sua vez, se relaciona com o material de que é feito esse corpo.

Um fio de metal é um corpo (fio) feito do material cobre (metal).

1ª LEI DE OHM

A 1ª lei de Ohm determina que a intensidade da corrente elétrica que percorre um condutor é diretamente proporcional a intensidade da tensão elétrica e inversamente proporcional a resistência do condutor.

SEGUNDA LEI DE OHM

A Segunda Lei de Ohm estabelece que a resistência elétrica de um material é diretamente proporcional ao seu comprimento, inversamente proporcional à sua área de secção transversal.

Além disso, ela depende do material do qual é constituído.

É representada pela seguinte fórmula:

Onde:

R: resistência (Ω)ρ: resistividade do condutor (depende do material e de sua temperatura, medida em (Ω.m)L: comprimento (m)A: área de secção transversal (mm2)

EXERCÍCIOS

1- Ao aumentarmos o comprimento de um resistor, sem variarmos outros parâmetros, tais como área ou resistividade, espera-se que:

a) sua resistividade aumente.

b) sua resistência elétrica diminua.

c) sua resistividade aumente.

d) sua resistência elétrica aumente.

e) sua condutividade aumente.

2- Um cabo feito de liga de cobre possui área de secção transversal correspondente a 10 mm2. Sabendo que a resistividade da liga de cobre é de 2,1 x 10-2 Ω .mm2/m, determine a resistência para 5 m desse fio.a) 1,05 X 102

b) 2,05 X 10- 2

c) 1,05 X 10-2

d) 1,05 X 102

e) 1,05 X 102

3- Sabendo que a resistência de um chuveiro elétrico é feita de um fio enrolado de níquel, calcule o comprimento do fio do resistor desse chuveiro, cuja resistência vale 7,8 Ω

Dados: Área da seção transversal do fio =

Resistividade do níquel =

3- (VUNESP) Os valores nominais de uma lâmpada incandescente, usada em uma lanterna, são: 6,0 V; 20 mA. Isso significa que a resistência elétrica do seu filamento é de:

a) 150 Ω, sempre, com a lâmpada acesa ou apagada.

b) 300 Ω, sempre, com a lâmpada acesa ou apagada.

c) 300 Ω com a lâmpada acesa e tem um valor bem maior quando apagada.

d) 300 Ω com a lâmpada acesa e tem um valor bem menor quando apagada.

e) 600 Ω com a lâmpada acesa e tem um valor bem maior quando apagada.

4- Determine a corrente elétrica que flui por um resistor de 1 kΩ quando ele é submetido a uma ddp de 200 V.

a) 0,5 A

b) 2 dA

c) 4 A

d) 0,02 A

e) 1 A

5- Julgue as afirmações a seguir sobre a segunda lei de Ohm.

I ) A resistência é inversamente proporcional à área de secção transversal do material;

II ) A resistência é diretamente proporcional ao comprimento do material;

III) A unidade de medida da resistividade é o ohm por metro (Ω/m);

IV) A resistividade é uma grandeza adimensional.

Marque a alternativa que indica somente as afirmações verdadeiras.

a) I e II

b) II e III

c) Apenas IV

d) I e IV

e) III e IV

6- Um fio de cobre de comprimento 2,0 m apresenta área de secção transversal 2,0 · 10–6 m2. Sendo a resistividade elétrica do cobre 1,7 · 10–8 Ω · m, calcule a resistência elétrica desse fio.

7- Quantos miliamperes, aproximadamente, está sujeita uma resistência de 5,6KΩ quando conetada a uma fonte de 40V?

POTÊNCIA ELÉTRICA

Todos nós já ouvimos alguma vez a palavra potência, talvez quando nos referimos ao motor do carro, ao dizer que um carro é mais potente que outro, seja para dizermos sobre a potência de um chuveiro elétrico é alta quando ele aquece muito ou que é baixa a potência quando ele aquece menos. Vamos então entender bem o que quer dizer potência elétrica.

A potência elétrica pode ser definida como o trabalho elétrico desenvolvido pela corrente elétrica num período de tempo. Em termos mais simples é a conversão de energia elétrica em outra energia útil ao ser humanos. No caso do chuveiro, quanto maior potência elétrica, maior a quantidade de calor que ele gera para aquecer a água.

Nos equipamentos elétricos e eletrodomésticos a informação da potência é muito importante, primeiro pois ela é quem define o quão “forte” seu equipamento é em relação a outros modelos e em segundo pois é ele que nos dá a informação para a devida instalação deste aparelho, como o cabo que será usado para ele ou até mesmo o disjuntor de proteção.

A potência elétrica pode ser relacionada com as grandezas fundamentais da eletricidade originando três formulas:

P – Potência em W (watt)

U – Tensão em V (Volt)

I – Corrente em A (amper)

CÁLCULO DE CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA

Todo equipamento elétrico possui uma potência apresentada em Watts cujo símbolo é W. Normalmente esta informação vem estampada no produto ou na embalagem. Exemplos: lâmpada incandescente = 100 W, chuveiro = 3.600 W, geladeira = 200 W, etc. Para calcular o consumo de um equipamento multiplique sua potência pelo tempo de funcionamento em horas.

Todo equipamento elétrico possui uma potência apresentada em Watts cujo símbolo é W. Normalmente esta informação vem estampada no produto ou na embalagem.

Exemplos: lâmpada incandescente = 100 W, chuveiro = 3.600 W, geladeira = 200 W, etc

Para calcular o consumo de um equipamento multiplique sua potência pelo tempo de funcionamento em horas. Ex. um chuveiro funciona 2 horas por dia logo seu consumo é 3.600 W x 2 horas = 7.200 Wh/dia

Aqui temos que fazer uma pequena conta que é transformar Wh (Watts hora) em kW (quilo Watts hora)

É só dividir o valor encontrado por 1000. Similar a 1 km que é 1000 metros ou 1 kg que é 1000 gramas.

No nosso exemplo, o chuveiro consome 7.200 Wh/dia = 7,2 kW/dia

Desta forma, para calcular o consumo de energia elétrica por mês é só utilizar a expressão:

Consumo = Potência do aparelho em Watts x horas de funcionamento por mês

1.000

Agora vamos dar um exemplo com 2 equipamentos:

2 lâmpadas de 100 W funcionando 8 horas por dia pelo período de 1 mês (30 dias)

Consumo = 2 x 100 W x 8 horas/dia x 30 dias

1.000

Consumo = 48 kWh/mês

1 computador de 150 W funcionando 10 horas por dia durante 1 mês (30 dias)

Consumo = 1 x 150 W x 10 horas/dia x 30 dias

1.000

Consumo = 45 kWh/mês

Consumo total destes equipamentos= 48 + 45 = 93 kWh/mês

Este cálculo deve ser feito para todos os equipamentos elétricos porque o medidor de energia elétrica vai medir, durante um determinado período, em média 30 dias, o consumo de TODOS os aparelhos.

EXERCÍCIOS

1- Determine a energia consumida mensalmente por um chuveiro elétrico de potência 4000W em uma residência onde vivem quatro pessoas que tomam, diariamente, 2 banhos de 12 min. Dê sua resposta em Kwh.

a) 192

b) 158

c) 200

d) 300

e) 90

2- (IFSP) Ao entrar em uma loja de materiais de construção, um eletricista vê o seguinte anúncio:ECONOMIZE: Lâmpadas fluorescentes de 15 W têm a mesma luminosidade (iluminação) que lâmpadas incandescentes de 60 W de potência.

De acordo com o anúncio, com o intuito de economizar energia elétrica, o eletricista troca uma lâmpada incandescente por uma fluorescente e conclui que, em 1 hora, a economia de energia elétrica, em kWh, será de

a) 0,015.

b) 0,025.

c) 0,030.

d) 0,040.

e) 0,045.

3- (UERGS – PR) Um chuveiro elétrico está instalado numa casa onde a rede elétrica é de 110 V. Um eletricista considera aconselhável alterar a instalação elétrica para 220 V e utilizar um chuveiro de mesma potência que o utilizado anteriormente, pois, com isso, o novo chuveiro:

a) consumirá mais energia elétrica.

b) consumirá menos energia elétrica.

c) será percorrido por uma corrente elétrica maior

d) será percorrido por uma corrente elétrica menor

e) dissipará maior quantidade de calor.

4- (PUC- MG) Ao aplicarmos uma diferença de potencial 9,0 V em um resistor de 3,0Ώ, podemos dizer que a corrente elétrica fluindo pelo resistor e a potência dissipada, respectivamente, são:

a) 1,0 A e 9,0 W

b) 2,0 A e 18,0 W

c) 3,0 A e 27,0 W

d) 4,0 A e 36,0 W

e) 5,0 A e 45,0 W

5- (Unesp) Uma lâmpada incandescente (de filamento) apresenta em seu rótulo as seguintes especificações: 60 W e 120V. Determine:

a) a corrente elétrica i que deverá circular pela lâmpada, se ela for conectada a uma fonte de 120V.

b) a resistência elétrica R apresentada pela lâmpada, supondo que ela esteja funcionando de acordo com as especificações.

RESISTORES

Os resistores são dispositivos eletrônicos que, limitando a intensidade, conseguem resistir à corrente elétrica. Assim, ela pode transformar energia elétrica em energia térmica, fenômeno que recebe o nome de efeito joule.

Assim, os resistores são colocados em aparelhos elétricos com a finalidade de aumentar a resistência elétrica. É o caso dos chuveiros, em que a regulagem para frio e quente nada mais é do que a ativação ou não da resistência.

Se pretendemos água fria os resistores têm de trabalhar para limitar a sua intensidade de calor, ou seja, sua energia térmica

ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES EM SÉRIE

Na associação de resistores em série, os resistores são ligados em sequência. Isso faz com que a corrente elétrica seja mantida ao longo do circuito, enquanto a tensão elétrica varia.

Assim, a resistência equivalente (Req) de um circuito corresponde à soma das resistências de cada resistor presente no circuito:

Req = R1 + R2 + R3 +...+ Rn

ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES EM PARALELO

Na associação de resistores em paralelo, todos os resistores estão submetidos a uma mesma diferença de potencial. Sendo a corrente elétrica dividida pelos ramos do circuito.

Assim, o inverso da resistência equivalente de um circuito é igual a soma dos inversos das resistências de cada resistor presente no circuito:

Ou

Quando, em um circuito em paralelo, os valores das resistências forem iguais, podemos encontrar o valor da resistência equivalente dividindo o valor de uma resistência pelo número de resistências do circuito, ou seja:

ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES MISTA

Na associação de resistores mista, os resistores são ligados em série e em paralelo. Para calculá-la, primeiro encontramos o valor correspondente à associação em paralelo e em seguida somamos aos resistores em série.

EXERCÍCIOS

1- (UFSM-RS) analise as afirmações a seguir, referentes a um circuito contendo três resistores de resistências diferentes, associados em paralelo e submetidos a uma certa diferença de potencial, verificando se são verdadeiras ou falsas.

1. A resistência do resistor equivalente é menor do que a menor das resistências dos resistores do conjunto;

2. A corrente elétrica é menor no resistor de maior resistência;

3. A potência elétrica dissipada é maior no resistor de maior resistência.

A sequência correta é:

a) F, V, F

b) V, F, F

c) V, V, V

d) V, V, F

e) F, F, V

2- Determine a resistência equivalente entre os terminais A e B da seguinte associação de resistores:

3- Determine a resistência equivalente do seguinte circuito:

ASSOCIAÇÃO DE FONTES DE ALIMENTAÇÃO EM SÉRIE

A associação em série será feita quando uma fonte tiver um polo positivo conectado a um polo negativou de outra fonte sucessivamente para todas as fontes que componham a séria, como demonstrado no desenho abaixo:

Esta associação resultará em um somatório das tensões das fontes. Quando 6 pilhas de 1,5V são associadas em série temos o equivalente a uma bateria de 9V, internamente em uma bateria é possível distinguir 6 células de 1,5V. Mas é preciso atentar que para resultar neste somatório todos as céluas ou fontes tem de estar com as polaridades sempre entre positivo para negativo ou vice-versa.

Quando uma das fontes se encontrar contraria a associação haverá uma subtração daquela célula, como uma pilha invertida na associação do exemplo acima teremos 5 pilhas somando sua tensão de 1,5V e uma subtração de 1,5v.

ASSOCIAÇÃO DE FONTES DE TENSÃO EM PARALELO

Na associação em paralelo os polos positivos de todas as fontes ou células serão conectadas da mesma forma que todos os polos negativos serão conectados resultando na associação mostrada abaixo:

Esta associação resultará em uma mesma tensão mas haverá um somatório das correntes, neste caso fontes de tensão diferentes haverá um desequilibro e uma fonte começara a drenar energia ao invés de fornecer, por este mesmo motivo esta ligação para fontes de tensão apesar de possível é muito pouco usual. No caso de pilhas ou baterias o mesmo irá ocorrer quando uma se esgotar ou baixar o nível de tensão com o passar do tempo de forma desigual as outras usadas na associação.

MEDIDORES ELÉTRICOS

Os profissionais que trabalham com eletricidade dispõem de um aparelho chamado multímetro, que pode ser utilizado o qual mede a corrente elétrica (amperímetro), a ddp (voltímetro) e a resistência elétrica (ohmímetro), para isso, basta colocar a sua chave seletora na posição adequada. Há multímetros analógicos e multímetros digitais.

Os melhores aparelhos para obter medidas elétricas são os que não interferem na grandeza medida; são chamados de medidores ideais. Na prática, os medidores são considerados ideais quando interferem muito pouco no valor da grandeza a ser medida, ou seja, a interferência está dentro de limites considerados aceitáveis.

AMPERÍMETRO

O amperímetro é um aparelho que mede a intensidade da corrente elétrica que percorre um elemento do circuito elétrico. Para que isso seja possível, é preciso que o voltímetro seja colocado em série com esse elemento.

Consideremos um circuito simples, no qual uma lâmpada é ligada a um gerador. Se desejarmos medir a intensidade da corrente elétrica no circuito, devemos conectar um amperímetro (A) nesse circuito, conforme mostra a figura a seguir.

Isso se faz necessário porque a corrente elétrica que passa pelo amperímetro deve ser a mesma que passa pelo elemento.

O amperímetro será considerado ideal se a intensidade da corrente elétrica for a mesma antes e depois da colocação do aparelho de medida no circuito.

Mas, na prática, todo amperímetro tem uma resistência interna (r), fazendo aumentar a resistência equivalente do circuito. Isso significa que a intensidade da corrente elétrica antes da ligação do amperímetro não é igual à intensidade da corrente elétrica após a sua ligação.

O amperímetro altera o valor da intensidade da corrente elétrica, o que representa um problema frequente para a física: na maioria dos casos, os

aparelhos alteram o valor da grandeza a ser medida. Para contornar esse problema, os fabricantes desses aparelhos procuram construí-los com a menor resistência interna possível.

Se a resistência interna do amperímetro é muito menor que a resistência elétrica do elemento pelo qual passa a corrente elétrica que se pretende medir, o amperímetro não afetará de maneira significativa o valor dessa corrente elétrica, e a medida obtida estará dentro dos limites aceitáveis.

De modo geral, podemos dizer que um amperímetro é considerado ideal quando a sua resistência interna pode ser desprezada, ou seja, pode ser considerada igual a zero.

Assim, o amperímetro ideal tem resistência interna nula.

Observação: Se um amperímetro for ligado em paralelo com um elemento de um circuito, ele o deixará em curto-circuito, podendo ocasionar sua queima.

VOLTÍMETRO

O voltímetro é um aparelho que mede a diferença de potencial (ddp) entre dois pontos de um circuito elétrico. Para que isso seja possível, é preciso que o voltímetro seja colocado em paralelo ao trecho ou ao elemento do circuito no qual essa ddp será medida.

A figura seguinte representa, esquematicamente, um circuito elétrico no qual o voltímetro (V) mede a ddp entre os pontos A e B, ou seja, a ddp nos extremos do resistor (R) ou nos extremos do gerador ideal.

Assim como o amperímetro, o voltímetro também pode interferir no circuito, fornecendo uma medida de ddp diferente da real. Para que isso não ocorra, a corrente i2 que passa pelo voltímetro deve ser mínima, o que só é possível desde que a resistência interna do voltímetro seja muito maior que a resistência do elemento que se deseja medir.

De modo geral, podemos dizer que um voltímetro é considerado ideal quando sua resistência interna é tal que a intensidade da corrente elétrica que passa por ele é desprezível.

Assim, o voltímetro ideal tem resistência interna infinita.

Observação: Se um voltímetro fosse ligado em série com um elemento de um circuito, não passaria corrente elétrica pelo elemento, o que deixaria o circuito aberto.

OHMÍMETRO

O Ohmímetro é um instrumento de medição eletrônico que tem a função de medir a resistência elétrica de um componente ou circuito eletrônico. O funcionamento básico do ohmímetro é simples, através de duas pontas de medição ele aplica uma tensão à uma “resistência”, o resultado da corrente elétrica que passou através da resistência é medido por um galvanômetro.

A escala do medidor do ohmímetro é marcada em ohms, porque a tensão fixa da bateria garante que, conforme a resistência diminuísse, a corrente através do medidor aumentaria. Ou seja,ele mede a resistência elétrica, a oposição a uma corrente elétrica (medidor de Ohm).

QUEDA DE TENSÃO

Para calcular a queda de tensão em um resistor, lembre-se: A lei de Ohm (V = I * R) é sua amiga. Encontre a corrente que flui através de um resistor, em seguida, multiplique a corrente em ampères por resistência em ohms para encontrar a queda de tensão em volts. Um circuito com combinações de resistores em série e paralelo será mais complicado de lidar, embora a Lei de Ohm ainda se aplique.Em um circuito em série, a queda de tensão em cada resistor será diretamente proporcional ao valor ôhmico do resistor.

Em um circuito paralelo, a queda de tensão em cada resistor será a mesma da fonte de energia. A Lei de Ohm é conservada porque o valor da corrente que flui através de cada resistor é diferente.

EXERCÍCIOS

1- Entre os pontos A e B do circuito abaixo é aplicada uma ddp de 60V.

a. Determine a intensidade de corrente no resistor de 10 Ω.b. Qual é a ddp entre os extremos do resistor de 6 Ω?

2- (PUC) Três resistores idênticos de R = 30Ω estão ligados em paralelo com uma bateria de 12V. Pode-se afirmar que a resistência equivalente do circuito é dea) Req = 10Ω, e a corrente é 1,2 A.b) Req = 20Ω, e a corrente é 0,6 A.c) Req = 30Ω, e a corrente é 0,4 A.d) Req = 40Ω, e a corrente é 0,3 A.e) Req = 60Ω, e a corrente é 0,2 A.

3- Considere a associação de resistores em paralelo da figura a seguir:

Determine:

a) A resistência equivalente no circuito;

b) A ddp em cada resistor;

c) A corrente elétrica em cada resistor;

d) A corrente elétrica total.

INTRODUÇÃO A GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

Antes de entramos em detalhes das áreas que compõem um sistema de energia. Vamos analisar algumas das razões pelas quais a Energia Elétrica é um elemento fundamental na sociedade atual. Primeiro, dentre as formas de transmissão de energia, a energia elétrica é a que apresenta a forma mais simples de transmissão. Basicamente consiste em elevar a tensão nos centros geradores de forma a obter um nível com menores perdas e com um custo aceitável e depois da chegada aos centros consumidores realizar uma segunda transformação da tensão para níveis mais adequados à distribuição de energia. Por ser um processo relativamente simples e de poucos riscos quando comparado às outras formas de transmissão de energia, gerou-se um grande erro na sociedade de achar/supor que a energia é um bem a disposição. Em outras palavras, há um sentimento na sociedade que a energia deve estar sempre nas tomadas na maior parte do tempo sem maiores preocupações. Infelizmente este modo de pensar só começa a mudar agora. Há uma concreta preocupação que a crise energética é iminente, não só no Brasil e nos outros países do BRIC, mas em todo mundo. Como e qual a melhor forma de usar a energia finalmente se tornou um assunto em pauta das sociedades no mundo todo.

O setor de Energia Elétrica é um processo que pode ser dividido em três áreas, a saber:

1. Geração (G), responsável pela transformação da energia primária (águas de reservatório, gas, vapor, energia dos ventos, energia solar)

em energia elétrica. No Brasil há uma predominância de geração hidráulico devido ao grande potencial hidro energético de nossos rios.

2. Transmissão (T), efetua o transporte da energia gerada até os centros consumidores de carga. Uma particularidade do sistema brasileiro é que os grandes centros consumidores estão localizados longe dos grands potenciais energéticos. Isso acarreta que o Brasil possua uma grande quantidade de linhas de transmissão com algumas centenas de quilômetros. É um setor onde ainda há uma grande predominância de empresas estatais/capital misto, como Eletrobrás, CEMIG, COPEL.

3. Distribuição (D), é o setor responsável por receber a energia das empresas de transmissão e distribui-las para os centros consumidores residenciais e industriais. Na década de 1990 houve a privatização de diversas distribuidoras e hoje há um domínio de empresas privadas nesse setor.

Exceto no caso de holdings, empresas só podem atuar em uma das áreas, seja ela G, T ou D. No caso do sistema brasileiro, há ainda um agente independente que opera o setor de transmissão (ONS), um agente regulador, ANEEL, e um agente responsável pela comercialização da energia elétrica (CCEE).

Antes da restruturação da área de Energia Elétrica, a maior parte das empresas era estatal e as empresas possuem a concessão de atuar em uma dada região do país. Por isso que as empresas do setor de Energia Elétrica também são conhecidas como concessionárias. Por exemplo, a COPEL só poderia atuar no Paraná, a CEMIG em Minas Gerais, algumas empresas como Furnas podiam atuar na região sul/sudeste, CHESF na região nordeste. As empresas podiam atuar nos diversos setores e não havia o que hoje é conhecido como concorrência entre os agentes. Maiores informações sobre a organização do setor elétrico podem ser encontradas nos sítios dos agentes reguladores.

Energia Limpa e Energia Renováel

Um dos grandes temas de pesquisa hoje em dia é com relação a energia limpa, auto-sustentável, renovável e amiga do ambiente. Primeiro deve ser feito uma distinção entre Energia Limpa e Energia Renovável. Muito embora o conceito de Energia Limpa seja bastante interessante ainda não há processo tecnológico para a geração/transmissão de energia que seja de fato limpo. Todos os processos conhecidos tem uma contraparte que afeta o meio ambiente. É como o dizer popular, não se pode fazer omelete sem quebrar ovos, logo não se pode criar energia elétrica sem ferir o meio ambiente. A seguir apresento alguns detalhes desse ponto de vista:

Energia Hidraúlica: quando há reservatório envolve o alagamento de grandes extensões de terreno, quando são usadas as ditas usinas de fio-d'água há ainda uma alteração do fluxo do rio durante o período de cheias

Energia Eólica: o vento ao passar pelas pás sofre um processo de alisamento (filtragem) que altera o fluxo de vento na região, a presença de aero-geradores pode alterar o fluxo migratório de aves, visto que a altura das pás é próxima a altura de vôo de diversas espécies

Energia Nucelar: o resíduo do processo de fissão é ainda um problema de díficil solução

Energia solar: os paines solares são constituídos de diversos componentes metálicos que podem apresentar um comportamento tóxico quando do final do ciclo de utilização das células solares.

Quando se refere a Energia Renovável, o cenário é um pouco mais animador. Dos tipos de energia acima citados, apenas a Energia Nuclear é do tipo não renovável.

Níveis de Tensão

No Brasil, como em outros países os níveis de tensão que são usadas para operação das diversas redes são normalizadas. No que se refere às linhas de transmissão, elas podem ser classificadas da seguinte maneira:

Linhas de Distribuição (LD)- tensão nominal de operação entre 13,8kV e 34,5kV

Linhas de Alta Tensão (AT) - tensões nominais de 69kV, 138kV, 230kV Linhas de Alta Tensão (EAT) - tensões nominais de 345kV, 500kV e

765kV Linhas de Ultra Alta Tensão (UAT) - tensão nominal igual ou superior a

1000kV