Ao passo que a eletrostática estuda cargas em repouso, a eletrodinâmica estuda cargas em movimento. Um sistema em que cargas caminham de forma organizada é o circuito elétrico.
O circuito elétrico é um caminho fechado, que inicia e termina no mesmo ponto, por onde partículas carregadas percorrem.
Esses circuitos são formados por vários dispositivos interligados que permitem a passagem da corrente elétrica. Nesse artigo vamos focar nos 3 elementos básicos dos circuitos elétricos: os geradores de energia, os condutores e as cargas.
Geradores
Os geradores são os elementos que fornecem energia aos circuitos elétricos. Quando os terminais do gerador de energia são ligados, uma diferença de potencial é gerada, algo que promove o deslocamento de elétrons.
A tensão ou diferença de potencial é a energia necessária para deslocar partículas carregadas de um ponto A para um ponto B. O fluxo dessas cargas ocorre do pólo negativo para o pólo positivo do gerador, mas é convencionalmente adotado o sentido contrário (do pólo positivo para o negativo). Ou seja, assume-se que as cargas são positivas, tal recurso foi criado para facilitar os cálculos.
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O fluxo ordenado dessas partículas carregadas, no circuito elétrico, é definido como corrente elétrica.
Há dois tipos de geradores: os ideais e os reais. Os geradores ideais não perdem energia durante seu funcionamento, enquanto que os geradores reais são o oposto, e por isso se caracterizam pela presença de uma resistência interna. A representação de ambos os geradores são as mostradas na Figura 3.
Os geradores de energia mais comuns são as pilhas e baterias, como mostra a Figura 4.
Condutores
Os condutores são materiais em que as cargas elétricas se movem com facilidade, devido aos elétrons livres presentes nas suas camadas de valência. Enquanto que os isolantes, ou dielétricos, são materiais que tem poucos elétrons livres, dificultando o fluxo de cargas.
Normalmente, o fio utilizado em um circuito elétrico é composto por um conjunto de fios de um material condutor (cobre e alumínio são os mais comuns) e envolto por um material isolante (borracha, silicone) para a corrente ser perdida.
O movimento dos elétrons livres do material condutor, irá ocorrer no circuito elétrico, quando este for submetido a uma diferença de potencial. Isso ocorre ao conectar o fio ao primeiro elemento básico do circuito elétrico: o gerador.
Cargas
A carga, não confundir com carga elétrica, é um elemento que consome energia elétrica e transforma em outro tipo de energia útil ao usuário. Para entender como isso ocorre, observe o exemplo da Figura 6 que mostra um circuito elétrico montado para acender um led.
A montagem conta com os 3 elementos básicos: gerador, condutor e carga, mas para entender como a carga funciona, também foi colocada uma chave no circuito. A chave é um elemento usado para interromper a passagem da corrente, assim, quando a chave está aberta a corrente não ultrapassa ela (note na Figura 6a que a corrente, representada em verde, para ao chegar na chave e encontrá-la aberta). Uma vez fechada, a chave permite que a corrente circule livremente pelo circuito.
A chave foi usada nesse circuito para ilustrar que a carga só é capaz de transformar a energia elétrica em outro tipo de energia quando há passagem de corrente. Observe que, sem a corrente elétrica o led não pode acender, mas uma vez com circulação de corrente ele ficou aceso.
Conclusão
Os circuitos elétricos são responsáveis por ligar aparelhos elétricos e eletrônicos, considerando a tensão em que opera e a corrente elétrica suportada. Neste artigo foi apresentado o conceito de circuito elétrico, corrente elétrica e diferença de potencial. Além disso, houve uma breve introdução aos elementos que compõem os circuitos elétricos.
Referências sobre Circuito Elétrico
ALEXANDER, Charles K.. Fundamentos de circuitos elétricos. Porto Alegre: Amgh, 2013.
HALLIDAY. Fundamentos de Física: eletromagnetismo. 9. ed. Ltc, 2012.
HELERBROCK, Rafael. “Capacitores”; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/capacitores.htm. Acesso em 06 de maio de 2022.
MAIA, Vinicius. Pilhas e baterias: a importância do descarte correto. 2017. Disponível em: https://www.recicloteca.org.br/noticias/pilhas-e-baterias-importancia-do-descarte-correto/. Acesso em: 06 maio 2022.
LEONI. The evolution of Custom Cable. Disponível em: https://www.leoni-americas.com/us/about-us/news/details/the-evolution-of-custom-cable/. Acesso em: 12 maio 2022.
Excelente conteúdo, simples e prático.
Direto ao ponto, muito boa didática.
Parabéns