O que é necessário para estabelecer uma corrente elétrica num fio condutor?

A corrente elétrica é o movimento de cargas elétricas, como os elétrons, que acontece no interior de diferentes materiais, em razão da aplicação de uma diferença de potencial elétrico. A corrente elétrica é a grandeza física que nos permite conhecer qual é a quantidade de carga que atravessa a secção transversal de um condutor a cada segundo. De acordo com o sistema internacional de unidades, a carga elétrica é medida em A.s (amperes vezes segundos), tal unidade, por sua vez, é chamada de coulomb (C).

Veja também: Tudo sobre Eletrostática

Tópicos deste artigo

• 1 - Tipos de corrente elétrica
• 2 - Fórmula de corrente elétrica
• 3 - Mapa Mental: Corrente Elétrica
• 4 - Sentido convencional e sentido real da corrente elétrica
• 5 - Corrente elétrica e potência
• 6 - Efeitos da corrente elétrica
  • Corrente elétrica contínua
  • Corrente elétrica alternada

Tipos de corrente elétrica

Existem dois tipos de corrente elétrica: corrente elétrica contínua e corrente elétrica alternada. Apesar de ambas tratarem-se de uma movimentação de cargas elétricas, são fundamentalmente diferentes.

• Corrente elétrica contínua

A corrente elétrica contínua é aquela na qual os elétrons são forçados a deslocar-se em sentido único. Isso não significa, entretanto, que todos os elétrons estejam movendo-se ordenadamente, pois na realidade o movimento das cargas elétricas é bastante caótico e lento. Isso é resultado das diversas colisões sofridas dos elétrons com a rede cristalina dos condutores enquanto arrastados pela ação de um campo elétrico externo.

Veja também: Circuitos elétricos – o que são, elementos, tipos

• Corrente elétrica alternada

Na corrente elétrica alternada, o sentido do movimento dos elétrons é periodicamente invertido devido à uma inversão na polaridade do potencial que é aplicado ao condutor. Nesse tipo de corrente elétrica, os elétrons permanecem oscilando em torno da mesma posição, isso faz com que haja menos perdas de energia em razão do efeito Joule, transformação de energia elétrica em energia térmica. No Brasil, a frequência de oscilação da corrente elétrica alternada é de 60 Hz, isto é, os elétrons no interior dos fios movem-se em vai e vem cerca de 60 vezes por segundo.

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Fórmula de corrente elétrica

A corrente elétrica pode ser calculada pela razão entre o módulo da carga elétrica que atravessa um condutor pelo intervalo de tempo. A fórmula mais simples que é utilizada para calcular a corrente elétrica está mostrada a seguir, confira:

i – corrente elétrica (A)

ΔQ – carga elétrica (C)

Δt – intervalo de tempo (s)

No caso dos metais condutores, nos quais a condução é realizada pela movimentação de elétrons, podemos calcular a corrente elétrica em função do número de elétrons que atravessam-nos a cada segundo. Para isso, é necessário lembrar da quantização da carga elétrica, essa propriedade da matéria informa que a quantidade de carga total armazenada em um corpo é dada por um múltiplo inteiro da carga fundamental (e = 1,6.10-19 C) presente nos prótons e nos elétrons.

n – número de elétrons

e – carga elétrica fundamental

Se combinarmos as duas equações mostradas, podemos escrever a seguinte fórmula para a corrente elétrica:

As fórmulas mostradas são úteis para a resolução da maior parte dos exercícios que envolvem a corrente elétrica, entretanto não são úteis para os casos em que a corrente elétrica é variável. Nesses casos, é comum que um gráfico, tal como o que é mostrado a seguir, seja fornecido, observe:

O gráfico mostrado acima apresenta o módulo de uma corrente elétrica variável em função do tempo. Perceba que o módulo dessa corrente elétrica é decrescente. Nesses casos, é bastante útil calcular a área do gráfico, que corresponde à quantidade de carga conduzida durante esse intervalo de tempo.

Veja também: O que é campo elétrico?

Mapa Mental: Corrente Elétrica

*Para baixar o mapa mental em PDF, clique aqui!

Sentido convencional e sentido real da corrente elétrica

O sentido real da corrente elétrica é aquele no qual os elétrons deslocam-se em direção ao potencial elétrico mais elevado (positivo), uma vez que a sua carga elétrica é negativa. No entanto, por razões puramente arbitrárias, é possível assumir que os elétrons tenham cargas positivas e que eles desloquem-se em direção ao menor potencial elétrico, de modo a facilitar a compreensão e os cálculos relacionados à corrente elétrica.

Confira uma tabela que resume os conceitos de sentido real e sentido convencional:

Corrente elétrica e potência

Quando a corrente elétrica atravessa materiais que apresentam resistência elétrica, um fenômeno chamado efeito Joule transforma parte da energia armazenada nos portadores de carga em calor.

Por meio do módulo da corrente elétrica, é possível calcular qual é a potência dissipada, ou seja, a quantidade de calor que é gerada a cada segundo, em virtude da passagem de uma corrente elétrica. Confira a seguir as principais fórmulas utilizadas para calcular a potência elétrica dissipada:

P – Potência (W)

R – Resistência elétrica (Ω)

i – corrente elétrica (A)

U – tensão elétrica ou potencial elétrico (V)

Acima, temos três maneiras possíveis de calcular a potência elétrica. Chamamos de U a queda de potencial ou tensão elétrica, estabelecida entre os terminais do condutor, já a resistência elétrica, R, mede a oposição oferecida por algum meio à passagem de corrente elétrica.

Efeitos da corrente elétrica

A corrente elétrica é capaz de produzir diversos efeitos quando conduzida através dos corpos. Entre eles, podemos destacar:

• Efeitos térmicos: quando a corrente elétrica atravessa algum meio que apresente resistência elétrica, as colisões entre os elétrons e os átomos do condutor fazem com que ocorra um grande aquecimento.

• Efeito químicos: Algumas reações químicas podem ser induzidas ou até mesmo catalisadas quando ocorrem na presença de correntes elétricas.

• Efeitos magnéticos: A passagem de corrente elétrica em condutores faz com que um campo magnético surja ao seu redor.

• Efeitos fisiológicos: Quando a corrente elétrica passa através dos seres vivos, seus músculos podem sofrer contrações fortes. Alguns valores de corrente elétrica são potencialmente fatais.

• Efeitos luminosos: A corrente elétrica pode gerar luz ao atravessar certos tipos de gases ionizados, como aqueles que são empregados nas lâmpadas fluorescentes, ou ainda nas lâmpadas de mercúrio.

Entre os efeitos citados acima, um deles é de grande importância para a nossa segurança, uma vez que os efeitos fisiológicos da corrente elétrica podem ser bastante severos nos seres humanos.

Confira uma tabela que relaciona a intensidade da corrente elétrica com as possíveis consequências de sua passagem pelo corpo humano:

Por Me. Rafael Helerbrock

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