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A eletricidade em sua manifestação natural mais imponente: o relâmpago

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A Eletricidade é um fenómeno físico originado por cargas elétricas estáticas ou em movimento e por sua interação. Quando uma carga se encontra em repouso, produz forças sobre outras situadas à sua volta. Se a carga se desloca, produz também campos magnéticos. Há dois tipos de cargas eléctricas, chamadas positivas e negativas. As cargas de nome igual (mesmos sinais) se repelem e as de nomes distintos (sinais diferentes) se atraem.

A electricidade se origina da interação de certos tipos de partículas sub-atômicas. A partícula mais leve que leva carga eléctrica é o eléctron, que assim como a partícula de carga eléctrica inversa à do eléctron , o próton, transporta a unidade fundamental de carga (1,60217646 x 10^{-19}C ), cargas eléctricas de valor menor são tidas como inexistentes em subpartículas atômicas como os quarks.

Os átomos em circunstâncias normais contêm eléctrons, e freqüentemente os que estão mais afastados do núcleo se desprendem com muita facilidade. Em algumas substâncias, como os metais, proliferam-se os eléctrons livres. Desta maneira, um corpo fica carregado electricamente graças à reordenação dos elétrons.

Um átomo normal tem quantidades iguais de carga eléctrica positiva e negativa, portanto é electricamente neutro. A quantidade de carga eléctrica transportada por todos os elétrons do átomo, que por convenção são negativas, está equilibrada pela carga positiva localizada no núcleo. Se um corpo contém um excesso de elétrons ficará carregado negativamente. Ao contrário, com a ausência de eléctrons, um corpo fica carregado positivamente, devido ao facto de que há mais cargas elétricas positivas no núcleo.

Electricidade é a passagem de elétrons em um condutor. Bons condutores são na grande maioria da família dos metais: ouro, prata e alumínio, assim como alguns novos materiais de propriedades físicas alteradas que conduzem energia com a mínima perda de energia denominados supercondutores. Já a porcelana, o plástico, o vidro e a borracha são bons isolantes. Isolantes são materiais que não permitem o fluxo da electricidade.

Alguns conceitos importantes que dizem respeito à electricidade devem ser definidos:

  • Campo eléctrico: Efeito produzido por uma carga o qual pode exercer força sobre outras partículas carregadas.
  • Potencial eléctrico: Capacidade de um campo elétrico de realizar trabalho. No SI (Sistema Internacional de Unidades) é medido em volt (V).
  • Corrente eléctrica: Quantidade de carga que ultrapassa determinada secção em um dado intervalo de tempo. No SI é medido em ampère (A).
  • Potência eléctrica: Quantidade de energia convertida em um dado intervalo de tempo.
  • Carga eléctrica: Grandeza proveniente dos níveis subatômicos.

História Editar

Crystal Clear app xmag.pngVer artigo principal: História da electricidade

Potencial eléctricoEditar

Crystal Clear app xmag.pngVer artigo principal: Potencial elétrico

A diferença de potencial eléctrico entre dois pontos é definida como o trabalho necessário para levar uma carga positiva de um ponto ao outro dividido pelo valor desta carga. Se estabelecermos determinado ponto como referencial zero pode-se dizer que o potencial eléctrico de uma carga em determinado ponto é igual ao trabalho para levar uma carga positiva do ponto zero até o ponto em questão dividido pelo valor desta carga.

Para referenciais isolados pode-se usar esse ponto de referência no infinito. Quando se tratar da diferença de potencial de uma carga entre um ponto e o infinito tratar-se-á do potencial eléctrico desta carga. O potencial é medido em volts (1 volt = joule/coulomb).

O gradiente do potencial eléctrico de uma carga relacionado ao seu campo eléctrico pode ser escrito da seguinte forma:

-\vec\nabla V= \vec E\

Sendo V o potencial elétrico e  \vec E\ o vetor campo elétrico.

ConceituandoEditar

Condutores (Corrente eléctrica)

Chama-se corrente eléctrica o fluxo ordenado de eléctrons em uma determinada seção. A corrente contínua tem um fluxo constante, enquanto a corrente alternada tem um fluxo de média zero, ainda que não tenha valor nulo todo o tempo. Esta definição de corrente alternada implica que o fluxo de eléctrons muda de direção continuamente.

O fluxo de cargas eléctricas pode gerar-se em um condutor, mas não existe nos isolantes. Alguns dispositivos elétricos que usam estas características eléctricas nos materiais se denominam dispositivos electrônicos.

A Lei de Ohm descreve a relação entre a intensidade e a tensão em uma corrente eléctrica: a diferença de potencial elétrico é diretamente proporcional à intensidade de corrente e à resistência eléctrica. A Lei de Ohm é expressa matematicamente assim:

U=R\cdot I

Onde:

A quantidade de corrente em uma secção dada de um condutor se define como a carga elétrica que a atravessa em uma unidade de tempo, isto é, Coulomb (C), por segundos (s).

I = \frac{n e}{t}
I = \frac{Q}{t}
I = \frac{C}{s}

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