Potência Elétrica

A potência elétrica é uma grandeza física associada à corrente elétrica, que mede a energia elétrica consumida pelo receptor e transformada noutra ou noutras energias por unidade de tempo.

• A unidade SI é desta grandeza é o watt ( W )
• O símbolo desta grandeza é  P

O aparelho usado para medir a a potência elétrica é o Wattímetro.

Para calcular a potência elétrica usamos duas fórmulas:

Energia Elétrica

A energia elétrica (E)  é uma grandeza física associada à corrente elétrica, que fornece a energia aos receptores elétricos para estes funcionarem.

• A unidade SI  desta grandeza é o Joule ( J )

• O símbolo desta grandeza é E

Mede-se com os contadores de eletricidade e a unidade de medida é o kWh (quilowatt por hora).

A energia elétrica relaciona-se com a intensidade da corrente, a diferença de potencial e o tempo de funcionamento, ou seja, é com estes dados que se calcula-a.

Lei de Ohm

A lei de Ohm afirma que o quociente entre a tensão nos terminais de um condutor e a intensidade de corrente que o atravessa é constante ( supondo a temperatura constante ).

Condutores óhmicos - a resistência não varia ( constante ).

Condutores não óhmicos - a resistência varia.

a) R = U/I = constante

b) R = U/I ≠ constante

Resistência Elétrica

A resistência elétrica é uma grandeza física associada à corrente elétrica, que é a oposição que os materiais oferecem à passagem da corrente elétrica.

• O símbolo desta grandeza é R
• A unidade SI  desta grandeza é o ohm ( Ω )

Os múltiplos e submúltiplos do ohm:

• 1kΩ = 1000Ω 
• 1MΩ = 1000000Ω 
• 1mΩ = 0,001

O aparelho usado para medir a resistência elétrica é o Ohmímetro.

Se um material oferecer grande resistência à corrente elétrica é um mau condutor, ou seja, se oferecer pouca resistência à corrente elétrica é um bom condutor.

Há duas maneiras de medir a resistência elétrica:

- Método Direto -> mede-se a resistência do componente fora do circuito ligando-o a um ohmímetro ou a um multímetro na posição de ohmímetro);

- Método Indireto -> mede-se a intensidade da corrente do circuito com um amperímetro e a diferença de potencial com um voltímetro e calcula-se utilizando a seguinte fórmula:

Resistência dos condutores e intensidade da corrente

Quanto menor é a resistência elétrica dos condutores maior é a intensidade da corrente nos circuitos elétricos.

Quanto maior é a resistência elétrica dos condutores menor é a intensidade da corrente nos circuitos elétricos.

A resistência elétrica depende...

• do comprimento do condutor ( quanto maior o comprimento do condutor, maior a resistência, por isso, quanto menor o comprimento do condutor menor a resistência ).

• da natureza do condutor ( o cobre oferece menor resistência que a prata, varia em cada material ).

• da espessura do condutor ( quanto maior a espessura do condutor, menor a resistência, por isso, quanto menor a espessura do condutor maior a resistência.

Intensidade da Corrente

A intensidade da corrente é a quantidade de carga elétrica que passa numa determinada secção do circuito por unidade de tempo.

• A unidade SI  desta grandeza é o ampere ( A )
• O símbolo desta grandeza é I

Os múltiplos e os submúltiplos do ampere :

• 1kA = 1000A
• 1µA= 1000000A
• 1mA = 0,001A

O aparelho usado para medir a intensidade da corrente é o Amperímetro ( instalado em série ).

Circuito com 2 lâmpadas em série com :

                                                                                                    

                                                                                                                

Quando um amperímetro está num circuito em série a intensidade da corrente nos terminais de um conjunto de lâmpadas em paralelo é igual à intensidade da corrente nos terminais de qualquer uma delas.

Circuito com 2 lâmpadas em paralelo com amperímetro:

Quando um amperímetro está num circuito em paralelo a intensidade da corrente no ramo principal é igual à soma das intensidade da corrente nas várias ramificações. 

Diferença de Potencial

A diferença de potencial ( d.d.p. ) é uma grandeza que caracteriza a corrente elétrica, relaciona-se com a energia que a fonte fornece ao circuito.

• A unidade SI  desta grandeza é o volt ( V )
• O símbolo desta grandeza é U

Os múltiplos e os submúltiplos do volt:

• 1kV = 1000V
• 1MV = 1000000 V
• 1mV = 0,001V

O aparelho usado para medir a diferença de potencial é o Voltímetro ( instalado em paralelo ).

Segundo este voltímetro, o seu alcance é 3V;

A menor divisão é 0,1V ( pois
10 divisões correspondem a 1V)

A maior divisão é 1V

E o valor indicado é 1,4V

Circuito com 2 lâmpadas em série com voltímetros:

                                                                                                    

                                                                                                                 

Quando um voltímetro está num circuito em série a diferença de potencial nos terminais de um conjunto de lâmpadas em série é igual à soma das diferenças de potencial nos terminais de cada uma das lâmpadas.

Circuito com 2 lâmpadas em paralelo com voltímetros:

Quando um voltímetro está num circuito em paralelo a diferença de potencial nos terminais de um conjunto de lâmpadas em paralelo é igual à diferença de potencial nos terminais de qualquer uma delas.

Tipos/Sentidos da Corrente Elétrica

Tipos de Corrente Elétrica

A corrente elétrica pode ser classificada como contínua ou alternada.

A corrente contínua ( DC ou  = ) - é a corrente cujo sentido permanece constante e os pólos positivos e negativos não mudam. ( Ex: pilhas )

A corrente alternada ( AC ou ~ ) - é a corrente cujo sentido varia periodicamente. ( Ex: tomada elétrica )


Sentido da Corrente Elétrica

Sentido Convencional - do pólo positivo da fonte de energia para o pólo negativo.

Sentido Real - do pólo negativo da fonte de energia para o pólo positivo.

Como podemos reconhecer se a corrente elétrica é contínua ou alternada?

Através das imagens no ecrã de um osciloscópio.

• A primeira situação trata-se de uma corrente alternada.

• A segunda situação trata-se de uma corrente contínua.

Circuitos em Série e em Paralelo

Circuitos em Série e em Paralelo

É possível instalar um circuito eléctrico com mais do que um receptor. A instalação pode fazer-se de duas maneira:

• série
• paralelo

Num circuito com duas lâmpadas em série, uma é ligada a seguir à outra, existindo um só caminho para a corrente elétrica.

Nos circuitos em série, como há um só caminho para a corrente elétrica, verifica-se que...

• ... o interruptor, qualquer que seja a sua localização, comanda todas as lâmpadas.
• ... quando se retira uma das lâmpadas, ou se uma delas se funde, todas se apagam.
• ... quando se aumenta o número de lâmpadas, a luminosidade de cada uma diminui.

Usos: Árvores de Natal.

Num circuito com duas lâmpadas em paralelo, cada uma é instalada numa ramificação diferente, existindo, assim, mais do que um caminho para a corrente elétrica.

Nos circuitos em paralelo, como há vários caminhos para a corrente elétrica, verifica-se que...

• ... o interruptor instalado no circuito principal comanda todas as lâmpadas, mas, instalado numa das ramificações, comanda apenas uma lâmpada.
• ... quando se retira uma das lâmpadas, ou quando uma delas se funde, as outras permanecem acesas.
• ... quando se aumenta o número de lâmpadas, a luminosidade de cada uma mantém-se.

Usos: Este tipo de circuito é instalado nos aparelhos eléctricos das casas.

O que é um circuito elétrico?

Circuitos elétricos

Um circuito elétrico é um conjunto de elementos ou componentes, ligados numa sequência, formando um percurso ou um caminho por onde vai passar a corrente elétrica.

Nos circuitos elétricos há: uma fonte de energia elétrica, de receptores de energia elétrica e interruptores, que permitem ligar e desligar os receptores.

Fontes de energia - fornece a energia necessária para que a corrente elétrica circule no circuito. Algumas fontes de energia elétrica produzem-na em outra forma de energia. (Ex: pilhas, baterias)

Aparelhos receptores - transformam a energia elétrica que recebem, numa outra forma de energia. (Ex: lâmpadas, ventoinhas)

Fios de ligação - estabelecem a ligação entre os vários elementos do circuito elétrico. São constituídos por fios condutores ( que são normalmente de cobre) envolvidos por um isolador ( normalmente de plástico).

Também se usam por vezes, aparelhos de medida, que servem para medir as grandezas em estudo no circuito. São geralmente utilizados Voltímetros ( mede a d.d.p ) e Amperímetros ( mede a intensidade da corrente elétrica).

Informações importantes para montar um circuito

• todos os dispositivos elétricos têm dois terminais. Nas pilhas, os terminais chamam-se pólos, sendo o pólo positivo assinalado por + e o pólo negativo por -.

• Há dispositivos chamados interruptores que permitem ligar e desligar os receptores.Os receptores também têm dois terminais.

          Quando o interruptor está aberto, o circuito está interrompido: a corrente elétrica está desligada. 

          Quando o interruptor está fechado, o circuito não está interrompido: a corrente elétrica está ligada. 

• Para ligar entre si diferentes dispositivos de um circuito usam-se fios de ligação. Por vezes, adaptam-se crocodilos aos extremos dos fios condutores para os prender aos componentes do circuito.

O que é uma corrente elétrica? Como se cria?

Corrente elétrica

A corrente elétrica é um movimento orientado de partículas com carga elétrica. (nos metais - eletrões livres) (nas soluções iónicas - iões).

Para entenderes melhor recorda...

Constituição da Matéria

A matéria é constituída por átomos, que são muito, muito pequenos. Os átomos ainda são formados por partículas mais pequenas: os protões, com carga positiva, os neutrões, que não têm carga e os eletrões, com carga negativa.
Todos os átomos têm um núcleo, onde os protões e os neutrões estão muito juntos. Os eletrões movem-se à volta do núcleo, 

•  Nos átomos dos bons condutores sólidos - metais, ligas metálicas e grafite - os eletrões mais afastados do núcleo têm a possibilidade de se libertar, movendo-se desordenadamente no condutor: chamam-se eletrões livres.

• Quando um metal ou a  grafite estão num circuito fechado, tendo uma extremidade ligada ao pólo positivo da pilha e a outra extremidade ligada ao pólo negativo, o movimento dos eletrões livres no condutor é orientado no sentido do terminal negativo para o terminal positivo.

• Nas soluções condutoras não há eletrões livres, mas há corpúsculos com carga elétrica que se podem mover livremente - os iões -, que podem ter carga positiva ou negativa.

• Quando uma solução condutora está num circuito elétrico fechado, os iões positivos, movem-se num sentido e os iões negativos movem-se em sentidos opostos.

Concluindo:

A corrente elétrica é um movimento orientado de partículas ou corpúsculos com carga elétrica:

         - nos metais, nas ligas metálicas e na grafite, é um movimento orientado de eletrões livres;

         - nas soluções condutoras, é um movimento orientado de iões positivos, num sentido, e iões negativos, em sentido oposto.