Resistência elétrica e Leis de Ohm

A resistência elétrica é uma característica de qualquer condutor. É medida pela razão entre a diferença de potencial - ddp (U) e a intensidade de corrente elétrica (i) entre dois pontos do condutor.

Para entender melhor, podemos dizer que a resistência elétrica é a forma como um condutor reage, produzindo corrente elétrica, quando submetido a uma ddp. 

Os bons condutores apresentam resistência elétrica baixa - um fio metálico ligado a uma bateria produz corrente elétrica.  Já maus condutores apresentam resistência elétrica alta - um fio de silicone ligado a uma bateria produz uma corrente elétrica praticamente nula (i = 0).

Para a grande maioria dos condutores a resistência elétrica depende da ddp aplicada. Porém, determinados condutores, mantida sua temperatura constante, apresentam resistência elétrica constante, independente da tensão aplicada. Estes são chamados de condutores ôhmicos (ou resistores ôhmicos). 

Como a resistência elétrica é uma propriedade de um condutor, ela depende de suas características.

Há muita confusão em relação a alguns termos, preste atenção:

• resistor é o componente elétrico de um circuito;
• resistência é a propriedade de um condutor elétrico;
• e resistividade é a propriedade do material que constitui um condutor de eletricidade.

Carga elétrica e o átomo.

Desde pequenos, quando começamos a estudar ciências na escola, ouvimos a famosa frase: "Matéria é tudo aquilo que tem massa e ocupa lugar no espaço". Essa frase faz referência a duas propriedades da matéria, a massa e o volume. Agora vamos acrescentar mais uma: a carga elétrica.

A carga elétrica não é uma completa desconhecida da maioria das pessoas. Todos sabemos que temos dois tipos, as cargas positivas e as cargas negativas. Também conhecemos o seu comportamento em termos de interação: atração ou repulsão.

Cargas de mesmo sinal se repelem mutuamente, enquanto que cargas de sinais opostos se atraem.

Assim como massa e volume, carga elétrica é uma propriedade da matéria. Logo, estas características são consideradas no modelo que entendemos como o mais apropriado para descrever a estrutura fundamental da matéria, o átomo.

Em nosso modelo atômico (veja no infográfico abaixo), vamos destacar a presença de partículas com cargas positivas confinadas no núcleo, e partículas com cargas negativas em movimento ao redor desse núcleo. As partículas que possuem carga negativa são os elétrons, e dentro desse modelo, são eles que possuem mobilidade.

Não vamos, por enquanto, abrir o núcleo. Ou seja, até o momento não sabemos o que há dentro do núcleo, embora o professor de química já tenha dito isso a você. Lembre-se apenas que o núcleo possui carga positiva e está no centro do átomo. Já os elétrons, possuem carga negativa e mobilidade, movendo-se em relação ao núcleo.

De acordo com esse modelo, o átomo é eletricamente neutro, ou seja, possui mesma quantidade de cargas positivas (confinadas no núcleo) e cargas negativas (na eletrosfera), movendo-se entorno do núcleo.

Se um corpo qualquer é constituído de átomos, não é de se admirar que ele também seja eletricamente neutro. Portanto para que um corpo fique eletrizado, é necessário que ele possua excesso de algum tipo de carga, positiva ou negativa.

Como no modelo atômico são os elétrons que possuem mobilidade, um corpo ficará eletrizado quando estiver em desequilíbrio eletrônico. Um corpo carregado positivamente possui falta de elétrons, já um corpo carregado negativamente possui excesso de elétrons.

Campo elétrico.

Campo elétrico é o agente físico responsável pela transmissão de uma força elétrica. Ou seja, um corpo carregado (chamado carga de prova) que se encontra em uma região do espaço em que fica sujeito a uma força de natureza elétrica (que pode ser atrativa ou repulsiva), está sobre a ação de um campo elétrico.

O conceito de campo está ligado a idéia de "ação à distância". Nas forças que surgem sem a necessidade de um contato mecânico entre os corpos, dizemos que um dos corpos modifica a região do espaço ao seu redor criando um campo, e o outro interage com esse campo por meio da ação de uma força.

Isso ocorre no caso de massas (campo gravitacional); com os ímãs (campo magnético) e com as cargas elétricas (campo elétrico!).

Portanto, no campo elétrico temos uma carga fonte (a geradora do campo) e uma carga de prova (a carga que sente a ação do campo).

A escolha da carga fonte e da carga de prova é uma questão de referencial. Comentarei isso mais tarde.

Geradores elétricos

Os geradores são dispositivos que transformam qualquer forma de energia em energia elétrica. Lembre-se que qualquer transformação de energia envolve energia térmica, portanto qualquer gerador em funcionamento irá gerar calor, além de corrente elétrica em um circuito.

O calor é medido pela potência dissipada (perdida) pelo gerador devido a sua resistência interna. Assim como qualquer condutor, o gerador possui resistência elétrica.

A tensão máxima fornecida pelo gerador recebe o nome de "força eletromotriz" (fem). A fem nada mas é do que a voltagem (ou diferença de potencial) entre os terminais de um gerador. Na prática essa voltagem não é totalmente aproveitada por um receptor ligado ao gerador, devido as perdas atribuídas a sua resistência interna (conforme já foi dito).

Já a intensidade da corrente elétrica fornecida pelo gerador depende do seu projeto.

A corrente elétrica pode ser do tipo contínua ou alternada. Na corrente contínua (cc) os terminais do gerador possuem sempre a mesma polaridade, gerando um fluxo de cargas no circuito em um único sentido de movimento. Na corrente alternada (ac) a polaridade nos terminais do gerador muda de tempos em tempos (ora positiva ora negativa). Nesse caso, as cargas se movem no circuito primeiro em um sentido e depois no outro. No Brasil essa mudança de sentido da corrente (e de polaridade nos terminais) nas tomadas residenciais é de 60 vezes por segundo (por isso a frequência de 60Hz impressa nas etiquetas de informações técnicas nos eletrodomésticos).

As pilhas e baterias químicas são capazes de sustentar um fluxo constante de cargas em um circuito, gerando uma corrente contínua.

Já geradores elétricos para sistemas de distribuição de energia fornecem corrente alternada.

Pesquise e descubra porque dispositivos móveis que funcionam com baterias, utilizam corrente contínua; e nossas casas são abastecidas com corrente alternada.

Faça um texto (redação) explicando essa diferença, com base na sua pesquisa, e envie para o professor. Não esqueça de indicar no final do texto as suas fontes de pesquisa.

Dica: começe utilizando os links do texto ;)

Links: Eletricidade e SI.

Olá pessoas! Vejam alguns links que selecionei para vocês.

Saiba mais sobre o Sistema Internacional de Unidades (SI). (click aqui)

Conheça um pouco mais sobre geração e transmissão da energia elétrica de maneira bem animada. (click aqui)

Como se faz uma pilha? Saiba mais (click aqui)