Conexão elétrica
Conexão elétrica
Uma conexão elétrica entre pontos discretos permite o fluxo de elétrons, corrente elétrica. Um par de conexões é necessária para constituir um circuito elétrico.
Entre pontos com uma diferença de potencial baixa, o fluxo de corrente contínua pode ser controlada por uma chave. Todavia, se os pontos não estão conectados, e a diferença de potencial entre aqueles pontos é alta o suficiente, a ionização elétrica do ar ocorrerá, e o fluxo da corrente tenderá a acontecer ao longo do caminho de menor resistência.
Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.
Entre pontos com uma diferença de potencial baixa, o fluxo de corrente contínua pode ser controlada por uma chave. Todavia, se os pontos não estão conectados, e a diferença de potencial entre aqueles pontos é alta o suficiente, a ionização elétrica do ar ocorrerá, e o fluxo da corrente tenderá a acontecer ao longo do caminho de menor resistência.
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Lei de Ohm
Lei de Ohm
Para componentes eletrônicos que obedecem à lei de Ohm, a relação entre a tensão (V) dada em volts aplicada ao componente e a corrente elétrica que passa por ele é constante. Esta razão é chamada de resistência elétrica e vale a equação:
Para componentes eletrônicos que obedecem à lei de Ohm, a relação entre a tensão (V) dada em volts aplicada ao componente e a corrente elétrica que passa por ele é constante. Esta razão é chamada de resistência elétrica e vale a equação:
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Métodos de medição
Métodos de medição
Para medir a corrente, pode-se utilizar um amperímetro. Apesar de prático, isto pode levar a uma interferência demasiada no objeto de medição, como por exemplo, desmontar uma parte de um circuito que não poderia ser desmontada.
Como toda corrente produz um campo magnético associado, podemos tentar medir este campo para determinar a intensidade da corrente. O efeito Hall, a bobina de Rogowski e sensores podem ser de grande valia neste caso.
Para medir a corrente, pode-se utilizar um amperímetro. Apesar de prático, isto pode levar a uma interferência demasiada no objeto de medição, como por exemplo, desmontar uma parte de um circuito que não poderia ser desmontada.
Como toda corrente produz um campo magnético associado, podemos tentar medir este campo para determinar a intensidade da corrente. O efeito Hall, a bobina de Rogowski e sensores podem ser de grande valia neste caso.
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Densidade de corrente
Densidade de corrente
A corrente elétrica φ se relaciona com a densidade de corrente elétrica j através da fórmula
A corrente elétrica φ se relaciona com a densidade de corrente elétrica j através da fórmula
- φ é a corrente medida em ampères
- j é a "densidade de corrente" medida em ampères por metro quadrado
- A é a área pela qual a corrente circula, medida em metros quadrados
- n é a densidade de partículas (número de partículas por unidade de volume)
- x é a massa, carga, ou outra característica na qual o fluxo poderia ser medido
- u é a velocidade média da partícula em cada volume
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A velocidade de deriva
A velocidade de deriva
Ao estabelecermos um campo elétrico em um condutor verificamos, superposto ao movimento aleatório das cargas livres, um movimento de deriva dessas cargas. Em metais, condutores mais conhecidos, temos elétrons como portadores de carga livres. Essas partículas oscilam aleatoriamente a velocidades médias da ordem de 105 a 106 m/s. No entanto o movimento de deriva se dá a uma taxa da ordem de 10-3m/s (na situação de máxima densidade de corrente). Ou seja, quando temos a máxima densidade de corrente permitida pelas normas técnicas a velocidade de deriva dos elétrons livres é cerca de 2 mm/s[4].
Ao estabelecermos um campo elétrico em um condutor verificamos, superposto ao movimento aleatório das cargas livres, um movimento de deriva dessas cargas. Em metais, condutores mais conhecidos, temos elétrons como portadores de carga livres. Essas partículas oscilam aleatoriamente a velocidades médias da ordem de 105 a 106 m/s. No entanto o movimento de deriva se dá a uma taxa da ordem de 10-3m/s (na situação de máxima densidade de corrente). Ou seja, quando temos a máxima densidade de corrente permitida pelas normas técnicas a velocidade de deriva dos elétrons livres é cerca de 2 mm/s[4].
Sentido da corrente
Sentido da corrente
No início da história da eletricidade definiu-se o sentido da corrente elétrica como sendo o sentido do fluxo de cargas positivas[3], ou seja, as cargas que se movimentam do pólo positivo para o pólo negativo. Naquele tempo nada se conhecia sobre a estrutura dos átomos. Não se imaginava que em condutores sólidos as cargas positivas estão fortemente ligadas aos núcleos dos átomos e, portanto, não pode haver fluxo macroscópico de cargas positivas em condutores sólidos. No entanto, quando a física subatômica estabeleceu esse fato, o conceito anterior já estava arraigado e era amplamente utilizado em cálculos e representações para análise de circuitos.
Esse sentido continua a ser utilizado até os dias de hoje e é chamado sentido convencional da corrente. Em qualquer tipo de condutor, este é o sentido contrário ao fluxo líquido das cargas negativas ou o sentido do campo elétrico estabelecido no condutor. Na prática qualquer corrente elétrica pode ser representada por um fluxo de portadores positivos sem que disso decorram erros de cálculo ou quaisquer problemas práticos.
O sentido real da corrente elétrica depende da natureza do condutor. Nos sólidos as cargas cujo fluxo constituem a corrente real são os elétrons livres, nos líquidos os portadores de corrente são íons positivos e íons negativos, enquanto que nos gases são íons positivos, íons negativos e elétrons livres. O sentido real é o sentido do movimento de deriva das cargas elétricas livres (portadores). Esse movimento se dá no sentido contrário ao campo elétrico se os portadores forem negativos, caso dos condutores metálicos e no mesmo sentido do campo se os portadores forem positivos. Mas existem casos onde verificamos cargas se movimentando nos dois sentidos. Isso acontece quando o condutor apresenta os dois tipos de cargas livres, condutores iônicos por exemplo.
É interessante notar que, nesses casos onde portadores de carga dos dois tipos estão presentes, ambos contribuem para variações de carga com mesmo sinal em qualquer volume limitado do condutor, porque cargas positivas entrando no volume escolhido, ou cargas negativas saindo do volume escolhido, significam um aumento da quantidade de cargas positivas. Essa é a razão para ser necessário introduzir uma convenção de sentido para a corrente.
No início da história da eletricidade definiu-se o sentido da corrente elétrica como sendo o sentido do fluxo de cargas positivas[3], ou seja, as cargas que se movimentam do pólo positivo para o pólo negativo. Naquele tempo nada se conhecia sobre a estrutura dos átomos. Não se imaginava que em condutores sólidos as cargas positivas estão fortemente ligadas aos núcleos dos átomos e, portanto, não pode haver fluxo macroscópico de cargas positivas em condutores sólidos. No entanto, quando a física subatômica estabeleceu esse fato, o conceito anterior já estava arraigado e era amplamente utilizado em cálculos e representações para análise de circuitos.
Esse sentido continua a ser utilizado até os dias de hoje e é chamado sentido convencional da corrente. Em qualquer tipo de condutor, este é o sentido contrário ao fluxo líquido das cargas negativas ou o sentido do campo elétrico estabelecido no condutor. Na prática qualquer corrente elétrica pode ser representada por um fluxo de portadores positivos sem que disso decorram erros de cálculo ou quaisquer problemas práticos.
O sentido real da corrente elétrica depende da natureza do condutor. Nos sólidos as cargas cujo fluxo constituem a corrente real são os elétrons livres, nos líquidos os portadores de corrente são íons positivos e íons negativos, enquanto que nos gases são íons positivos, íons negativos e elétrons livres. O sentido real é o sentido do movimento de deriva das cargas elétricas livres (portadores). Esse movimento se dá no sentido contrário ao campo elétrico se os portadores forem negativos, caso dos condutores metálicos e no mesmo sentido do campo se os portadores forem positivos. Mas existem casos onde verificamos cargas se movimentando nos dois sentidos. Isso acontece quando o condutor apresenta os dois tipos de cargas livres, condutores iônicos por exemplo.
É interessante notar que, nesses casos onde portadores de carga dos dois tipos estão presentes, ambos contribuem para variações de carga com mesmo sinal em qualquer volume limitado do condutor, porque cargas positivas entrando no volume escolhido, ou cargas negativas saindo do volume escolhido, significam um aumento da quantidade de cargas positivas. Essa é a razão para ser necessário introduzir uma convenção de sentido para a corrente.
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Conceito de Corrente Elétrica
Conceito de corrente elétrica
Denominamos corrente elétrica a todo movimento ordenado de partículas eletrizadas. Para que esses movimentos ocorram é necessário haver tais partículas − íons ou elétrons − livres no interior dos corpos.
Corpos que possuem partículas eletrizadas livres em quantidades razoáveis são denominados condutores, pois essa característica permite estabelecer corrente elétrica em seu interior.
Nos metais existe grande quantidade de elétrons livres, em movimento desordenado. Quando se cria, de alguma maneira, um campo elétrico (
) no interior de um corpo metálico, esses movimentos passam a ser ordenados no sentido oposto ao do vetor campo elétrico (), constituindo a corrente elétrica.
Nas soluções eletrolíticas existe grande quantidade de cátions e ânions livres, em movimento desordenado. Quando se cria, de alguma maneira, um campo elétrico () no interior de uma solução eletrolítica, esses movimentos passam a ser ordenados: o movimento dos cátions, no sentido do vetor campo elétrico (), e o dos ânions, no sentido oposto. Essa ordenação constitui a corrente elétrica.
Nos gases ionizados existe grande quantidade de cátions e elétrons livres, em movimento desordenado. Quando se cria, de alguma maneira, um campo elétrico () no interior de um gás ionizado, esses movimentos passam a ser ordenados: o movimento dos cátions, no sentido do vetor campo elétrico (), e o dos elétrons, no sentido oposto. Essa ordenação constitui a corrente elétrica.
Com a finalidade de facilitar o estudo das leis que regem os fenômenos ligados às correntes elétricas, costumamos adotar um sentido convencional para a corrente elétrica, coincidente com o sentido do vetor campo elétrico () que a produziu.
Consequentemente, esse sentido será o mesmo do movimento das partículas eletrizadas positivamente e oposto ao das partículas eletrizadas negativamente.
Denominamos corrente elétrica a todo movimento ordenado de partículas eletrizadas. Para que esses movimentos ocorram é necessário haver tais partículas − íons ou elétrons − livres no interior dos corpos.
Corpos que possuem partículas eletrizadas livres em quantidades razoáveis são denominados condutores, pois essa característica permite estabelecer corrente elétrica em seu interior.
Nos metais existe grande quantidade de elétrons livres, em movimento desordenado. Quando se cria, de alguma maneira, um campo elétrico (
) no interior de um corpo metálico, esses movimentos passam a ser ordenados no sentido oposto ao do vetor campo elétrico (), constituindo a corrente elétrica.Nas soluções eletrolíticas existe grande quantidade de cátions e ânions livres, em movimento desordenado. Quando se cria, de alguma maneira, um campo elétrico (
) no interior de uma solução eletrolítica, esses movimentos passam a ser ordenados: o movimento dos cátions, no sentido do vetor campo elétrico (), e o dos ânions, no sentido oposto. Essa ordenação constitui a corrente elétrica.Nos gases ionizados existe grande quantidade de cátions e elétrons livres, em movimento desordenado. Quando se cria, de alguma maneira, um campo elétrico (
) no interior de um gás ionizado, esses movimentos passam a ser ordenados: o movimento dos cátions, no sentido do vetor campo elétrico (), e o dos elétrons, no sentido oposto. Essa ordenação constitui a corrente elétrica.Com a finalidade de facilitar o estudo das leis que regem os fenômenos ligados às correntes elétricas, costumamos adotar um sentido convencional para a corrente elétrica, coincidente com o sentido do vetor campo elétrico (
) que a produziu.Consequentemente, esse sentido será o mesmo do movimento das partículas eletrizadas positivamente e oposto ao das partículas eletrizadas negativamente.
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