ElectricidadeEducação Tecnológica

O que é a electricidade?

A palavra electricidade deriva da palavra électron, que significa “âmbar”.

Trata-se de uma força Invisível, sem a qual não conseguimos passar.

Utilizamo-la para iluminar, aquecermo-nos,…

Origens da electricidade

Se friccionarmos um pedaço de âmbar, plástico ou vidro, num pano de lã, estes materiais ficarão electrizados. A este fenómeno chamamos de electrização.

Este fenómeno explica-se com base na matéria que constitui o nosso universo.

O Electrão e a Electricidade

Tudo o que nos rodeia é constituído por elementos formados por moléculas, que, por sua vez, são compostas por partículas que designamos por átomos.

Um átomo é composto por, um núcleo central, que tem um certo número de neutrões (carga eléctrica nula), protões (com carga eléctrica positiva) e electrões (com carga eléctrica negativa).

Os electrões encontram-se em constante movimentação, em torno do núcleo de cada átomo.

A electricidade, é essencialmente, o efeito de deslocação dos electrões.

Neutrão

Corrente eléctrica

Cada átomo tem normalmente o mesmo número de protões (+) e de electrões (-).

No entanto, o termo de “electrões livres”, resulta do afastamento de electrões da órbita de um átomo, devido à atracção destes por outros átomos.

Corrente eléctrica

Se, de um átomo saírem electrões, este torna-se electrizado positivamente (devido ao maior número de protões).

Mas, se à órbita de um átomo chegam electrões, este fica negativo (devido ao excesso destas partículas).

Deste constante desequilíbrio, surge a electricidade.

Condutores e não condutores

Em termos eléctricos, os materiais são classificados como condutores ou isoladores.

A maioria dos metais permite que a corrente flua livremente, enquanto que o plástico e o vidro são maus condutores.

Componentes básicos de um circuito eléctrico

Um circuito eléctrico é constituído por um conjunto de componentes que, ligados entre si, permitem a circulação da corrente eléctrica. Para se formar um circuito simples, de corrente contínua, precisamos de, pelo menos, três elementos:

- Gerador (pilha / fonte de alimentação)= Elemento de produção de corrente eléctrica.

- Receptor (ex.: lâmpada – energia luminosa; motor – energia mecânica;…)= componente que transforma a energia eléctrica noutra forma de energia.

- Fio condutor = elemento que conduz a corrente eléctrica e liga todos os outros componentes do circuito.

Corrente eléctrica

- Comando = elemento de regulação ou interrupção da passagem da corrente eléctrica (interruptor).

Tabela esquemática dos diferentes componentes

Principais tipos de circuitos eléctricos

Circuito eléctrico simples

(e representação esquemática)

Lâmpada (elemento receptor)

Fio Condutor

Interruptor Pilha (elemento Gerador)

Circuito em paralelo

(e representação esquemática)

Este tipo de circuito é muito utilizado nas nossas casas.

Principais tipos de circuitos eléctricos

Circuito em série

(e representação esquemática)

Exemplo da aplicação deste tipo de circuito, são as luzes da árvore de natal.

Principais tipos de circuitos eléctricos

Instrumentos de medida

Controlar uma grandeza eléctrica é verificar, através de um aparelho de medida ou controlo, se o valor medido corresponde às normas de segurança.

Amperímetro

Destina-se a medir a intensidade (grandeza eléctrica - I ) da corrente eléctrica.

A unidade de medida, é o ampere (A).

Voltímetro

Instrumento destinado a medir a tensão eléctrica (grandeza eléctrica - U ).

A unidade de medida, é o volt (V).

Instrumentos de medida

Ohmímetro

Instrumento destinado a medir a resistência eléctrica (grandeza eléctrica- R). A unidade de medida, é o ohm ().

Multímetro

Instrumento de medida polivalente, que mede a tensão (na configuração voltímetro), a intensidade (na configuração amperímetro) e resistência eléctrica (na configuração ohmímetro).

Instrumentos de medida

Grandeza Eléctrica Unidade de medida

Aparelho de medida

Intensidade de Corrente -I ampere (A) Amperímetro

Tensão Eléctrica – U volt (V) Voltímetro

Resistência Eléctrica – R ohm () Ohmímetro

Electrónica

A electrónica surge do aprofundamento do estudo da electricidade, do desenvolvimento tecnológico e da utilização de novos materiais na produção de dispositivos ou componentes electrónicos.

O que, de um modo geral, caracteriza a electrónica é o uso de baixas intensidades de corrente, o uso de circuitos impressos, a possibilidade de redução do tamanho de alguns aparelhos e a realização de funções complexas, como memorizar, medir, enviar mensagens, calcular,...

A electrónica possibilitou a maior revolução tecnológica dos últimos anos.

Operadores Tecnológicos

Resistências

As “resistências” são dispositivos que limitam ou regulam, a passagem da corrente eléctrica, num circuito eléctrico.

A unidade de medida é o ohm ().

símbolo da resistência

Resistências não bobinadas Resistência bobinadas (têm o seu valor impresso no exterior)

Operadores Tecnológicos

As resistência não bobinadas, têm o seu valor codificado em bandas com cores.

Para fazer a leitura dos valores de uma resistência, devemos proceder da seguinte forma:

• Colocar a resistência de forma a que o anel dourado ou prateado fique à direita ou, na sua ausência, a banda mais próxima da extremidade;

•As duas primeiras bandas representam os primeiros algarismos do valor numérico da resistência;

•A terceira banda representa o número de zeros (número multiplicador);

•A quarta banda, a tolerância percentual relativa à construção da resistência (a ausência desta, equivale a 20%);

Operadores Tecnológicos

Operadores Tecnológicos

Diódo LED

(emissor de luz)

Os “LED´S” são dispositivos que têm como função, emitir um sinal luminoso. Não devem ser submetidos a uma tensão superior a 3 V. Caso seja, ligado a uma fonte de alimentação com uma corrente superior a 3 V, deve ser ligado com uma resistência.

símbolo do LED

LED´S

Sinalização

Quando a “pata” mais comprida do LED (ânodo) está ligada ao pólo positivo da fonte de alimentação e a “pata” mais curta (cátodo) ao pólo negativo, permite a passagem da corrente e o LED acende-se.

Operadores Tecnológicos

Transístores

Os “transístores” são dispositivos que controlam a corrente que circula entre o colector (C) e o emissor (E), através de uma corrente muito menor, que está ligada à base (B).

Realizam, por último, um efeito de amplificação, pois, a partir de uma corrente fraca, consegue-se obter uma corrente de maior intensidade.

Os transístores são constituídos por três camadas de fragmentos de silício, do qual resultam 2 tipos, os PNP e os NPN

Transístor PNP Transístor NPN

(C)

(E)

(B)

Operadores Tecnológicos

LDR

O LDR (“resistor” variável conforme incidência de luz) é um tipo de “resistor” cuja resistência varia conforme a intensidade de luz que incide sobre ele.

Sua resistência diminui quando a luz é muito alta, e quando a luz é baixa, a resistência no LDR aumenta.

O LDR é muito frequentemente utilizado nas chamadas foto células que controlam o acendimento de poste de iluminação e luzes em residências.

(C)

(E)

(B)