Olá, pessoal, tudo bem? Aqui é o Sarto falando. Começa agora mais um <i>Quer Que Desenhe?
. </i> Chega mais, que o episódio de hoje está sensacional. Vamos falar sobre corrente elétrica.
Mas, antes de tudo, dá uma conferida aí se você já é inscrito no nosso canal. Aproveita também para baixar o mapa completo dessa matéria aqui embaixo, no link da descrição do vídeo. E, claro, não esqueça do bizu que você já sabe.
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Vamos começar. Lidamos com a corrente elétrica todos os dias das nossas vidas. Afinal, aquela mensagem para o <i>crush</i> que você escreve no Zap não se envia sozinha, não é mesmo?
Pois muito bem. Para que os eletrodomésticos em geral funcionem, é necessário que haja um movimento ordenado dos portadores de carga de um ponto para o outro. Essa é a definição mais simples de corrente elétrica.
Mas antes de compreender como acontece o movimento dessas cargas, é super importante se familiarizar primeiro com alguns conceitos. Vamos começar explicando como funcionam os circuitos. Pense que existem elétrons espalhados pela superfície de qualquer objeto.
Mas, sem alguma atuação externa, esses campos elétricos nulo, como falamos na física, resultam em um movimento desordenado das cargas. Agora a coisa muda de figura quando inserimos uma força no circuito. Nesse caso, o mais comum é colocar uma bateria no meio da jogada.
Dessa forma, um campo elétrico é gerado ao redor do circuito, o que resulta em um fluxo ordenado dos portadores de carga. E, aí sim, temos uma corrente elétrica. Em bom "fisiquês", dizemos que o campo elétrico é diferente de zero.
Legal. Em uma situação de prova, a questão super pode pedir para você calcular a intensidade dessa corrente, viu? A fórmula para isso é a quantidade de carga que atravessa um plano em um intervalo de tempo, delta t.
Ou seja, i, corrente elétrica, é igual à variação da carga sobre o tempo. Atenção às unidades de cada ordem de grandeza. Antes de calcular para valer, tenha certeza que todos os valores estão em coulomb, para o caso da carga, segundo para o caso do tempo.
E aí a corrente vai estar em ampère. Só mais um detalhe sobre circuitos. Lembra que dissemos que o movimento é ordenado, certo?
O sentido da corrente dentro de um circuito é sempre do maior potencial para o menor potencial. Não esquece disso, que é bem importante. Mas nem todo circuito é circular, como representado na figura dois, tá?
Os formatos podem ser os mais variados possíveis. Saca só. Nesses casos de circuitos mais mirabolantes, a Lei de Kirchhoff entra em ação.
Este conceito nos ajuda a entender a máxima da conservação. A soma das correntes que entram em um nó, deve ser igual à soma das correntes que saem do mesmo nó. Para calcular o valor total da corrente, é tranquilo.
Basta somar os valores de cada braço da corrente para saber o total. i0 = i1+i2. Mas, fique atento às pegadinhas.
Os elétrons ordenados seguem um sentido específico dentro do circuito, que pode ser o real ou o convencional. Isso quer dizer que o sentido convencional da corrente é o sentido no qual se moveriam os portadores de carga positiva, mesmo que os verdadeiros portadores de cargas sejam negativos. E ainda tem mais, a corrente elétrica também pode ser contínua quando os elétrons vão em um sentido único, ou alternada, quando as cargas elétricas oscilam e alternam o seu sentido.
Agora chegamos a uma parte essencial da matéria. Por onde os elétrons se deslocam de um potencial para o outro? Simples.
Pelos fios elétricos. E aí, que a gente começa a falar sobre resistência e resistividade. São os fios que conduzem a corrente elétrica.
Até aí beleza. Mas dependendo do material que o condutor for feito, a carga elétrica pode ser, sim, afetada de alguma forma. Nesse caso, existem os fios ideais e os fios reais.
O fio ideal é perfeito mesmo. Não tem resistência alguma, e, por isso, não interfere na corrente. O bicho pega mesmo com o fio real, que oferece resistência à passagem da corrente, já que há colisões constantes entre os elétrons e os átomos que compõe o material do fio, gerando calor.
Esse processo também é conhecido como efeito joule, e é um dos queridinhos do Enem. Na verdade, um material cuja função é oferecer uma resistência específica em um circuito, é chamado de resistor e seu símbolo em circuitos é um R super estiloso, tipo eu, que nem esse que aparece aqui embaixo. "E como que isso aí pode cair de uma questão de vestibular, professor?
" Em um enunciado, pode pedir tranquilamente para você calcular a resistência de um fio. Para isso não tem segredo. Basta usar a seguinte equação: R = rho, resistividade, vezes L, comprimento, sobre a área da seção transversal.
Ficou confuso? Calma. Podemos traduzir essa fórmula como: em um condutor cilíndrico, como num fio, a resistência depende do comprimento L do fio, de um parâmetro rho, resistividade, característico de cada material, e da área da seção transversal.
Segura firme, que estamos quase acabando. Você ainda precisa entender como funciona a Lei de Ohm. O negócio é o seguinte.
Dado um resistor ôhmico, os que caem no vestibular, quanto maior a ddpu aplicada, maior vai ser a corrente i que se forma. Logo, podemos relacionar a tensão elétrica, ou voltagem u, com a corrente elétrica i. Essa voltagem chamada de diferença de potencial elétrico, é o que permite fornecer energia a cada elétron, obedecendo a seguinte relação conhecida como Lei de Ohm.
Se liga na "formulinha" para mandar bem na hora da prova. U = Ri. O pulo do gato aqui é ficar ligado nos casos em que esta lei é válida.
A lei de Ohm só funciona para valer quando os materiais envolvidos têm resistência constante, ou quase isso, durante o uso. Os objetos feitos de material para os quais a Lei de Ohm é válida, são chamados de ôhmicos. Geralmente, as questões usam o gráfico abaixo, para representar os materiais ôhmicos.
Aqui a gente tem a equação U = Ri. E aí você tem um gráfico, em que a corrente está no eixo vertical, a ddp está no eixo horizontal, a retinha crescente representa justamente esse resistor ôhmico, e fica ligado nesse Alfa. Com a tangente dele, que é i sobre u, a gente pode determinar a resistência, 1 sobre R.
Para fechar, temos a energia elétrica e a potência elétrica. Sabe quando sua mãe te pergunta por que a conta de luz ficou tão cara, e você não sabe nem por onde começar a explicar? A gente vai te ajudar.
Pois é. Essa parte da física te ajuda com os trabalhos em casa. O gasto de energia elétrica está associado à potência dos aparelhos e ao tempo que eles ficam ligados.
A potência é a razão entre energia e o intervalo de tempo, potência é energia sobre delta t. Logo, energia vai ser igual à potência vezes o tempo. Como excelente vestibulando que você é, não vai ser aqui que você vai dar bobeira, e esquecer das unidades, certo?
Digamos que uma questão do Enem realmente peça para você uma situação real, como geralmente cai na prova. Esse cálculo é feito em quilowatt-hora, e representa a potência em kW, e o tempo de funcionamento do aparelho em horas. Isso facilita muito quando a gente quer fazer contas com os aparelhos do cotidiano.
Um quilowatt-hora é 1. 000 W/h, 1. 000 joules por segundo x 3.
600 segundos. 3,6 x 10⁶ J. Ah, e 1 quilowatt-hora é equivalente então a 3.
600. 000 jaules. Por fim, a gente precisa aprender a calcular a potência dos nossos eletrodomésticos.
Aqui também não tem mistério. É só mandar bala, porque você já aprendeu a calcular todas as outras grandezas necessárias até então. A potência resulta do produto da diferença de potencial U, pela corrente elétrica I.
Assim, potência ui, potência é igual a U vezes i. Pela lei de Ohm, U é igual Ri. Logo, a gente pode abrir a potência em mais duas opções: potência igual a U vezes i, potência igual a Ri², ou potência igual a U² sobre R.
Ufa. E agora? Ficou mais claro?
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