Principio Basico da Eletrônica/Eletricidade.

 O que é Eletricidade?


O primeiro problema, que todos os pretendentes a trabalhar com eletrônica encontram, é entender a funcionalidade dos aparelhos. O modo como a eletricidade se movimenta através das diversas partes de um circuito, que forças a impulsionam e de que modo a energia é convertida em calor, movimento ou luz nos dispositivos que fazem parte de um aparelho são algumas das dificuldades existentes.

Com a vasta experiência como professor, autor de livros e de projetos eletrônicos, percebo que existe uma grande dificuldade para que os praticantes da eletrônica entendam conceitos básicos como o de corrente e tensão, que são as grandezas que regem o funcionamentode todos os equipamentos eletrônicos.

A confusão entre essas duas grandezas causa não só uma dificuldade em entender como circuitos elementares funcionam como até problemas mais graves como a queima de dispositivos e acidentes envolvendo curto-circuitos e choques elétricos. Assim, nosso ponto de partida é justamente entender o significado da palavra eletricidade para depois passarmos ao seu modo de comportamento em circuito e medição.

Os circuitos elétricos e eletrônicos funcionam com correntes elétricas. Essas correntes nada mais são que o fluxo de cargas elétricas que passam pelos fios e pelos próprios componentes, carregando a energia necessária para funcionar. Veja a figura 1.



Estes elétrons saltam de átomo para átomo produzindo um fluxo de cargas que pode transportar energia. Este fluxo é denominado corrente elétrica. Em outros meios o fluxo de cargas ocorre de modo diferente. Assim, em uma solução, como água e sal, a corrente consiste na movimentação de íons, ou seja, os átomos perdem ou ganham elétrons transportando esta carga, conforme mostra a figura 2.



Nos gases, como no interior de uma lâmpada fluorescente, a corrente também consiste em um fluxo de íons, ou seja, átomos a emissão de radiação luminosa que tanto pode cair na faixa visível como perder ou ganhar elétrons. Nesta movimentação, com a ionização dos átomos, ocorre travioleta. Este efeito é aproveitado nestas lâmpadas. No entanto, como os elétrons possuem cargas negativas e se movimentam de um local que os tenha em excesso (pólo negativo ou corpo carregado negativamente) para um local que esteja em falta (pólo positivo ou corpo carregado positivamente) esse sentido do fluxo de corrente representa a corrente real.

Na prática entretanto é “esquisito” representar uma corrente indo do pólo negativo para o positivo de uma bateria. Como para cada elétron que se desloca em um sentido temos uma vaga que move- se no sentido oposto, nada impede que representemos uma corrente no sentido contrário, se fizermos a suposição que ela seja formada por cargas positivas. Assim, é comum adotarmos a representação da corrente do positivo para o negativo e denominarmos a corrente como “corrente convencional”.

Lembre-se então:

• Uma corrente elétrica é um fluxo de cargas elétricas ou um movimento ordenado de cargas elétricas
• A corrente real ou eletrônica fluido negativo para o positivo
• A corrente convencional vai do positivo para o negativo

Um ampère corresponde a passagem de 1 coulomb de cargas em cada segundo, tomado em uma secção transversal de um condutor, por exemplo, como ilustra a figura 3. Levando em conta que a carga de um elétron é 1,6 x 10 -19 C significa que em cada segundo, em uma corrente de 1 A passam por um ponto de um condutor 6,2 x 1018 elétrons, ou seja, 6 seguidos de 18 zeros! É uma quantidade razoavelmente grande. No Curso Básico de Eletrônica, tanto na versão impressa como em CD-ROM, os leitores poderão encontrar mais sobre este assunto.



1.2 Corrente, Tensão, Resistência e Potência

É comum vermos profissionais utilizarem de maneiras erradas as grandezas elétricas, confundindo tensão, corrente e potência.

Quem já não ouviu dizer que tal aparelho funciona com uma “corrente” de 110 V ou algo semelhante? Vamos eliminar essa confusão!

Conforme analisamos, uma corrente elétrica consiste em um fluxo de cargas elétricas. Para medir esta corrente a unidade usada é o ampère (A).

Um ampère (1 A) corresponde a uma quantidade de cargas equivalente a 1 coulomb (1 C) passando por um ponto de um condutor em cada segundo. Levando em conta que cada elétron (ou lacuna) tem uma carga de 1,6 x 10 -19 C (coulombs), podemos ter a idéia de quantos elétrons estão se movendo num fio e passando por um certo trecho quando uma corrente de 1 A está sendo conduzida. Esta quantidade é enorme, da ordem de 1 seguido de 18 zeros elétrons em cada segundo!

Se você pensa que a velocidade desses elétrons é grande, está enganado. É neste ponto que entra então o conceito de tensão. Como um fluxo de água num encanamento, a eletricidade precisa ser “empurrada” por uma força externa. A ação responsável por isso é justamente o que se denomina tensão elétrica. Em outras palavras, quando pensamos em corrente elétrica, a tensão é a causa e a corrente é o efeito.

Temos então diversas formas de expressar essa força externa ou causa da corrente: Uma delas é tomar como referência a diferença de pressão ou força que existe entre s extremidades de um fio, por onde se estabelece a corrente. Confira a figura 4.



É como se tivéssemos um reservatório de água a dez metros de altura e estabelecermos um fluxo de água por um cano com a saída em cinco metros de altura. A diferença entre os níveis ou pressões da água é cinco metros, como exibe a figura 5.



Para a eletricidade podemos ter a caixa de água em “potencial” de 10 volts e a extremidade do fio em 5 volts de modo que a diferença de potencial ou ddp será de 5 volts. Em outras palavras, a circulação de uma corrente é a diferença de potencial entre as extremidades de um fio ou circuito.

Uma outra maneira é expressar a pressão que podemos ter em um encanamento de água tendo como referência, por exemplo, o nível do mar. Observe a figura 6.



Fazendo assim, não precisaremos saber qual é o potencial em que se encontra cada extremidade do fio. Podemos simplesmente dizer que o potencial ou tensão no fio é de tantos volts, referindo-se à força disponível para empurrar a corrente. Leve em conta que a outra extremidade se encontra no nível de referência ou zero, conforme mostra a figura 7.



Veja então que enquanto a tensão é a causa do movimento das cargas a corrente é o efeito, ou seja, o movimento dessas cargas. Sem tensão não há circulação de corrente, se bem que se possa manifestar uma tensão sem haver corrente.

Nos pólos de tomada de energia manifesta-se uma tensão para circular uma corrente, caso ligarmos algo entre estes pólos. No caso de pilhas e baterias, para indicar a presença desta tensão, sem corrente alguma circulando, fala-se em Força Eletromotriz ou F.E.M. Assim, para uma pilha comum a F.E.M. é de 1,5 V o que significa que é aproximadamente isso que medimos quando ela não esta fornecendo corrente a um circuito. No entanto, quando ela fornece corrente a tensão cai.

Para efeito de referência também é comum indicar como 0 V a tensão da terra. Assim, se um fio está com uma tensão de 20 V, por exemplo, e nada mais é dito, deduzimos que este valor é em relação à terra.

Entre os pólos de uma pilha, por exemplo, manifesta-se uma diferença de potencial, ou seja, existe a possibilidade da pilha aplicar uma tensão num circuito. No entanto, só haverá corrente no momento em que for ligado aos pólos da pilha um meio ou circuito por onde a corrente possa fluir. Numa tomada de energia existe uma “tensão” de 110 V, mas a corrente só vai existir, no momento em que algum aparelho for ligado a tomada. Quando tratamos de dispositivos que podem gerar energia elétrica podendo produzir uma corrente, utilizamos uma outra forma de expressar a “pressão elétrica”. Indicamos esta capacidade através do que se denomina Força Eletro-Motriz” ou F.E.M.

fonte: http://www.sabereletronica.com.br