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Eletricidade eletricidade - Coggle Diagram

- - - - Em 1672, Otto von Guericke inventa uma maquina geradora de cargas elétricas onde uma esfera de enxofre gira constantemente atritando-se em terra seca.
        
        Meio século depois, Stephen Gray faz a primeira distinção entre condutores e isolantes elétricos.
        
        Durante o século XVIII as maquinas elétricas evoluem até chegar a um disco rotativo de vidro que é atritado a um isolante adequado.
        
        Uma descoberta importante foi o condensador, descoberto independentemente por Ewald Georg von Kleist e por Petrus van Musschenbroek. O condensador consistia em uma maquina armazenadora de cargas elétricas. Eram dois corpos condutores separados por um isolante delgado.
  - - - Os geradores foram se aperfeiçoando até se tornarem as principais fontes de suprimento de eletricidade empregada principalmente na iluminação.
    - - Para ocorrer a distribuição de energia, foram criados inicialmente condutores de ferro, depois os de cobre e finalmente, em 1850, já se fabricavam os fios cobertos por uma camada isolante de guta-percha vulcanizada, ou uma camada de pano.
        
        A Publicação do tratado sobre eletricidade e magnetismo, de James Clerk Maxwell, em 1873, representa um enorme avanço no estudo do eletromagnetismo. A luz passa a ser estendida como onda eletromagnética, uma onde que consiste de campos elétricos e magnéticos perpendiculares à direção de sua propagação.
        
        Heinrich Hertz, em suas experiências realizadas a partir de 1885, estuda as propriedades das onde eletromagnéticas geradas por uma bobina de indução; nessas experiências observa que se refletidas, refratadas e polarizadas, do mesmo modo que a luz. Com o trabalho de Hertz fica demonstrado que as ondas de radio e as de luz são ambas ondas eletromagnéticas, desse modo confirmando as teorias de Maxwell; as ondas de radio e as ondas luminosas diferem apenas na sua freqüência.
        
        Hertz não explorou as possibilidades práticas abertas por suas experiências; mais de dez anos se passam, até Guglielmo Marconi utilizar as ondas de radio no seu telegrafo sem fio. A primeira mensagem de radio é transmitida através do Atlântico em 1901. Todas essas experiências vieram abrir novos caminhos para a progressiva utilização dos fenômenos elétricos sem praticamente todas as atividades do homem.
- - - - Para saber o quão intenso é a corrente elétrica que circula por um condutor, podemos utilizar a equação de carga elétrica pela quantidade de tempo:
        
        Formula:
        
        I=Q/Δt
        
        Q = Carga elétrica – Coulomb (C)
        
        Δt = Intervalo de tempo – segundos (s)
        
        I = Intensidade de corrente elétrica (C/s) = Ampere (A).
      - É possível calcular a corrente elétrica através de outras variáveis, utilizando a tensão elétrica e a resistência elétrica.
        
        Formula:
        
        I=V/R
        
        V = Tensão elétrica – Volt (V)
        
        R = Resistência elétrica – Ohm (Ω)
        
        I = Corrente elétrica – Ampere (A)
- - - - Frequência e período da corrente alternada A relação entre frequência (f) em Hertz e o período (T) em segundos é:
        F = 1/T
        A corrente alternada na rede de distribuição de energia elétrica no Brasil utiliza uma frequência de 60 Hz. Logo, o período de um ciclo completo da corrente alternada é de 16,67 ms.
        Para visualizar a forma de onda senoidal é necessário um equipamento chamado osciloscópio.
        
        Corrente eficaz e corrente de pico
        A corrente eficaz é a corrente que equivaleria a uma corrente contínua sobre uma carga. Esta corrente pode ser calculada de maneira simplificada para uma onda senoidal pela expressão:
        Ieficaz = Ipico/raiz2.
        Para a tensão uma tensão de 127 V da rede de distribuição, o valor de pico é 127 √2 V:
        
        Corrente RMS, Um cálculo mais preciso do valor eficaz de uma corrente alternada pode ser obtido pelo cálculo do valor chamado RMS (root mean square).
  - - - Embora não altere seu sentido as correntes contínuas pulsantes passam periodicamente por variações, não sendo necessariamente constantes entre duas medidas em diferentes intervalos de tempo.
      - A ilustração do gráfico acima é um exemplo de corrente contínua constante.
      - Esta forma de corrente é geralmente encontrada em circuitos retificadores de corrente alternada.
  - - - Na eletrônica, muitos circuitos são utilizados para amplificar ou processar sinais periódicos analógicos. Para testar estes circuitos, um equipamento muito comum é o gerador de sinais, ou gerador de ondas, o qual pode gerar diferentes tipos de ondas alternadas com diferentes valores frequências. As formas de onda mais comum geradas por um gerador de sinais são as ondas senoidais, quadradas, triangulares e dente de serra.
- - - - Prótons – Partículas de carga positiva que compõem o núcleo de um átomo;
      - Elétrons – Partículas de carga negativa localizadas na eletrosfera;
      - Nêutrons – Partículas de carga neutra que, assim como os prótons, constituem o núcleo do átomo.
      - A atração ou repulsa dos corpos depende da natureza da carga elétrica:
        
        Corpos com cargas de mesma natureza (ou sinal) – Se repelem. (Positivo com positivo ou negativo com negativo);
        
        Corpos com cargas de natureza contrária – Se atraem. (Positivo com negativo).
        
        É importante lembrar que os prótons e elétrons possuem o mesmo valor de carga, por isso, estão propensos a atração.
        
        De acordo com o Sistema Internacional de Medidas, a unidade para carga elétrica é o Coulomb (C), uma homenagem a Charles Augustin de Coulomb, físico francês que promoveu vários estudos fundamentais para a área da eletrostática.
        
        A coulomb é uma grandeza que deriva do Ampère (A). A quantidade do coulomb equivale à quantia de carga que é transferida por uma corrente elétrica de um ampère, no período de um segundo. Ou seja: 1,0 C = 1,0 A.
- - - - Q = n.e
      - Onde,
      - Q = carga elétrica
      - n = quantidade de elétrons
      - e = carga elétrica elementar ou 1,6.10⁻¹⁹ C
- - - - Onde:
        
        K: quilowatt hora
        
        T: tempo
        
        P: potência
- - - - A explicação do filósofo na época foi de que no minério encontrado existia uma alma que comunicava vida ao ferro, fazendo com que os dois materiais se atraíssem. No entanto, com o passar do tempo e a evolução do estudo, entendeu-se que a razão desse fenômeno foi de que nos minérios da região existiam propriedades chamadas magnetita, material magnético que gerava o fenômeno de atração de ferros e pedras.
      - Antes de compreender totalmente o magnetismo, outras explicações e teorias apareceram. O francês Pierre de Maricourt, a partir de estudos mais intensos, escreveu o primeiro tratado sobre as propriedades presentes no imã, em 1.269. Aliás, ele foi quem disse pela primeira vez o famoso princípio da física “os opostos se atraem e os iguais se repelem”.
      - Depois de Pierre, muitos estudiosos começaram a implementar o magnetismo em suas análises e criações, como William Gilbert, que evoluiu o estudo do tema para princípios mais modernos da ciência, Hans Christian Orsted, primeiro físico a evidenciar a ligação entre magnetismo e fenômenos elétricos – dando origem, então ao magnetismo e eletromagnetismo, e Alessandro Volta, que a partir do magnetismo inventou a pilha.
  - - - Para calcular o módulo de uma força magnética de matérias carregadas, a fórmula é a seguinte: F = V.q.B.Sen°
      - forca-magnetica-particulas-carregadas
      - Para fazer o cálculo, entende-se “q” como a carga líquida, ou a carga em excesso ou em falta, “v” é a velocidade da partícula em relação ao campo magnético, que deve ser dada em metro por segundo (m/s), θ como o ângulo entre velocidade e o campo magnético.
      - Existe uma metodologia que ajuda a determinar o sentido correto de uma força magnética, chamada regra da mão direita. Para utilizá-la, aponte o dedo indicador da mão direita no sentido do campo magnético em questão, o dedo médio na direção da velocidade da partícula e o dedão apontado para o sentido da força magnética. Como esses três fatores são perpendiculares, caso o ângulo formado entre velocidade (v) e campo magnético (B) for equivalente a 0º, não haverá surgimento de força magnética. Veja abaixo uma ilustração de como utilizar a metodologia da mão direita:
  - - - Para entender o que é fluxo magnético, vamos trabalhar a nossa imaginação! Imagine uma superfície plana, quando ela é inserida dentro de um campo magnético uniforme, linhas magnéticas começam a atravessá-la em uma área específica de sua totalidade. E é isso que a ciência entende como fluxo magnético, mais precisamente ainda indicada pela fórmula:
        
        Para decifrar a fórmula, entende-se como “A” a superfície ou área plana colocada em uma presença magnética em um campo uniforme com indução magnética “B”. O fluxo magnético é indicado pela letra Φ (fi), representando o produto entre a indução magnética, a área da superfície plana e o cosseno do ângulo formado. Veja abaixo uma imagem que representa o fluxo magnético:
        
        Como grandeza vetorial, o fluxo magnético conta com direção e sentido e é compreendido como sequência de linhas de indução que atravessam uma superfície. Dessa forma, pode-se concluir que quanto mais linhas magnéticas estiverem atravessando, maior o valor do fluxo presente na superfície.
      - Lei de Faraday
        
        O princípio foi criado no ano de 1831, pelo físico e químico Michael Faraday, a partir da descoberta da indução eletromagnética, onde depois de muitos experimentos, Faraday percebeu que a variação do fluxo magnético em superfícies condutoras cria uma corrente elétrica, denominada como eletromotriz.
        
        Hoje, a Lei de Faraday é uma das mais importantes para a humanidade, já que é a partir da aplicação desse conhecimento que foi possível a criação de usinas de geração de energia elétrica, motores elétricos, fogão por indução e muitos outros utilitários do nosso dia a dia.
        
        Apesar de ter sido descoberta por Faraday, a fórmula matemática para a Lei de indução eletromagnética foi desenvolvida por Franz Ernst Neumann. Nela, entende-se que existe uma variação de tempo do fluxo magnético em uma superfície e, que por essa razão, ela equivale a um potencial elétrico – medido em volts (V), que pode ser chamado de força eletromotriz induzida. A fórmula da Lei de Faraday é: :