Grandezas fundamentais do circuito elétrico

Tensão Elétrica

Como vimos na Unidade I, a tensão, ou diferença de potencial V entre dois pontos é medida pelo trabalho necessário à transferência da carga unitária de um ponto para outro. O Volt, unidade de tensão, é a diferença de potencial entre dois pontos quando é necessário o trabalho de 1 Joule para a transferência de uma carga de 1 Coulomb de um ponto a outro: 1V = 1 J/C. O termo Volt foi escolhido em homenagem ao pesquisador italiano Alessandro Volta. Assim, tensão é a força que impulsiona os elétrons através de um condutor, realizando trabalho.

Tipos de Tensão

A tensão elétrica pode ser contínua (CC) ou alternada (CA), conforme a figura abaixo. Uma tensão contínua é aquela cujo campo elétrico que a origina não varia. Já uma tensão alternada é aquela cujo campo elétrico que a origina inverte seu sentido periodicamente. A tensão CA mais utilizada é de característica senoidal.

Na prática, encontramos tensão CC em pilhas e baterias e tensão CA na grande maioria dos sistemas de transmissão e distribuição de energia elétrica, como por exemplo em nossas casas, por motivos que veremos mais adiante.

Medição de Tensão

Denomina-se Voltímetro o instrumento capaz de medir a tensão elétrica. Possui dois terminais e deve ser ligado sempre em paralelo com a carga a fim de medir a tensão aplicada sobre a mesma, conforme a figura abaixo. Carga é todo equipamento ou dispositivo que consome energia elétrica realizando trabalho.

A fim de medir a tensão sem interferir características originais do circuito, o voltímetro possui alta resistência (oposição à circulação de cargas elétricas). 

Corrente Elétrica

Corrente elétrica em um condutor é o movimento ordenado de suas cargas livres devido à ação de um campo elétrico estabelecido no seu interior pela aplicação de uma ddp entre dois pontos desse condutor. Chama-se condutor o material ou a substância que possui portadores de cargas livres, isto é, cargas que são facilmente movimentadas quando sujeitas à ação de forças originadas por um campo elétrico que atue em seu interior.

Sentido da Corrente

Por convenção, o sentido da corrente é o deslocamento das cargas livres positivas do condutor, ou seja, o mesmo do campo elétrico que a mantém. É chamada corrente convencional a corrente de cargas positivas

num condutor metálico, enquanto que a corrente real é a corrente das cargas livres negativas, isto é, dos elétrons.

Intensidade da Corrente

É a quantidade de carga que atravessa a seção transversal de um condutor na unidade de tempo. No SI, sua unidade é o Ampère (A), em homenagem ao físico francês André Marie Ampère. (1A = 1C/s).

Tipos de Corrente

Uma vez que a corrente elétrica em um condutor é devida ao campo elétrico criado pela aplicação de tensão, o comportamento da corrente tende a acompanhar o comportamento da tensão. Assim, a corrente elétrica pode ser contínua (CC), quando aplicada uma tensão CC, ou alternada (CA), quando aplicada uma

tensão CA.

Efeitos da Corrente Elétrica

→ Efeito Joule: É o efeito térmico de uma corrente elétrica de condução; isto é, é o aquecimento que observamos num condutor devido à passagem dessa corrente por ele. É resultante da maior vibração dos átomos do condutor em razão dos choques entre os elétrons livres em movimento e esses átomos.

→ Efeito Magnético: Quando qualquer condutor é percorrido por uma corrente elétrica, a região do espaço que envolve o condutor é modificada pela passagem dela. Chamamos campo magnético à região em torno do condutor modificada pela presença da corrente elétrica, e de efeitos magnéticos da corrente elétrica aos efeitos resultantes da existência desse campo magnético.

→ Efeitos Químicos: São diversas reações químicas provocadas pela passagem da corrente elétrica num eletrólito.

→ Efeito Luminoso: Certos gases, ao serem percorridos por uma corrente elétrica, se ionizam e emitem luz. A essas emissões de luz chamamos efeito luminoso da corrente elétrica.

→ Efeito Fisiológico: A corrente elétrica, ao percorrer o corpo de um animal, provoca efeitos chamados efeitos fisiológicos da corrente elétrica, que dependendo da intensidade da corrente provocam contrações musculares e reações químicas nos tecidos.

Medição de Corrente

Denomina-se Amperímetro o instrumento capaz de medir a corrente elétrica. Possui dois terminais e deve ser ligado sempre em série com a carga a fim de medir a corrente que passa sobre a mesma.

A fim de medir a corrente sem interferir nas características originais do circuito, o amperímetro possui baixa resistência (oposição à circulação de cargas elétricas).

Resistência Elétrica

É a dificuldade que um material condutor apresenta à passagem da corrente elétrica. Matematicamente a resistência de um condutor é dada pela constante de proporcionalidade igual a razão entre a tensão (ddp) mantida entre os terminais deste condutor e a intensidade da corrente por ela ocasionada.

cujo símbolo é Ω, sendo 1Ω = 1V/A. O instrumento de medição de resistência é o ohmímetro, que deve ser ligado em paralelo com o elemento o qual devemos medir. Quando um elemento apresenta resistência nula dizemos que este representa um curto-circuito. Quando um elemento apresenta resistência infinita dizemos que este representa um circuito aberto.