Capacitores

Capacitor Eletrolítico

Também chamado de condensador, ele é um dispositivo de circuito elétrico que tem como função armazenar cargas elétricas e consequente energia eletrostática, ou elétrica. Ele é constituído de duas peças condutoras que são chamadas de armaduras. Entre essas armaduras existe um material que é chamado dedielétrico. Dielétrico é uma substância isolante que possui alta capacidade de resistência ao fluxo de corrente elétrica. A utilização dos dielétricos tem várias vantagens. A mais simples de todas elas é que com o dielétrico podemos colocar as placas do condutor muito próximas sem o risco de que eles entrem em contato. Qualquer substância que for submetida a uma intensidade muito alta de campo elétrico pode ser tornar condutor, por esse motivo é que o dielétrico é mais utilizado do que o ar como substância isolante, pois se o ar for submetido a um campo elétrico muito alto ele acaba por se tornar condutor.

Os capacitores são utilizados nos mais variados tipos de circuitos elétricos, nas máquinas fotográficas armazenando cargas para o flash, por exemplo. Eles podem ter o formato cilíndrico ou plano, dependendo do circuito ao qual ele está sendo empregado.

Capacitância

É denominada capacitância C a propriedade que os capacitores têm de armazenar cargas elétricas na forma de campo eletrostático, e ela é medida através do quociente entre a quantidade de carga (Q) e a diferença de potencial (V) existente entre as placas do capacitor, matematicamente fica da seguinte forma:

No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de capacitância é o farad (F), no entanto essa é uma medida muito grande e que para fins práticos são utilizados valores expressos em microfarads (μF), nanofarads (nF) e picofarads (pF). A capacitância de um capacitor de placas paralelas, ao ser colocado um material dielétrico entre suas placas, pode ser determinado da seguinte forma:

Onde:

ε_o é a permissividade do espaço;
A é a área das placas;
d é a distância entre as placas do capacitor.

A lei de Ohm

Resistor sendo percorrido por uma corrente

George Simon Ohm foi um físico alemão que viveu entre os anos de 1789 e 1854 e verificou experimentalmente que existem resistores nos quais a variação da corrente elétrica é proporcional à variação da diferença de potencial (ddp). Simon realizou inúmeras experiências com diversos tipos de condutores, aplicando sobre eles várias intensidades de voltagens, contudo, percebeu que nos metais, principalmente, a relação entre a corrente elétrica e a diferença de potencial se mantinha sempre constante. Dessa forma, elaborou uma relação matemática que diz que a voltagem aplicada nos terminais de um condutor é proporcional à corrente elétrica que o percorre, matematicamente fica escrita do seguinte modo:

V = R.i

Onde:

• V é a diferença de potencial, cuja unidade é o Volts (V);
• i é a corrente elétrica, cuja unidade é o Àmpere (A);
• R é a resistência elétrica, cuja unidade é o Ohm (Ω).

É importante destacar que essa lei nem sempre é válida, ou seja, ela não se aplica a todos os resistores, pois depende do material que constitui o resistor. Quando ela é obedecida, o resistor é dito resistor ôhmico ou linear. A expressão matemática descrita por Simon vale para todos os tipos de condutores, tanto para aqueles que obedecem quanto para os que não obedecem a lei de Ohm. Fica claro que o condutor que se submete a esta lei terá sempre o mesmo valor de resistência, não importando o valor da voltagem. E o condutor que não obedece, terá valores de resistência diferentes para cada valor de voltagem aplicada sobre ele.

Por Marco Aurélio da Silva
Equipe Brasil Escola

Eletricidade

 

A eCoupled é uma tecnologia de transferência de energia usando imãs e não mais um emaranhado de fios.

O estudo da eletricidade se iniciou na Antiguidade, por volta do século VI a.C, com o filósofo e matemático grego Tales de Mileto. Ele, dentre os maiores sábios da Grécia Antiga, foi quem observou o comportamento de uma resina vegetal denominada de âmbar. Ao atritar essa resina com tecido e/ou pele de animal, Tales percebeu que daquele processo surgia uma importante propriedade: o âmbar adquiria a capacidade de atrair pequenos pedaços de palha e/ou pequenas penas de aves. Em grego, a palavra elektron significa âmbar, a partir desse vocábulo surgiram as palavras elétron e eletricidade.

Apesar desse feito, nada foi descoberto por mais de vinte anos, ficando, dessa forma, intactas as observações de Tales de Mileto. No século XVI, o médico da rainha Elizabeth I, da Inglaterra, Willian Gilbert, descobriu que era possível realizar a mesma experiência de Tales com outros materiais. Nessa época, o método da experimentação, criado por Galileu Galilei, começou a ser utilizado. Gilbert realizou vários estudos e experiências, sendo uma delas as formas de atrito entre os materiais. Já no século XVIII o cientista norte-americano Benjamin Franklin, o inventor do para-raios, teorizou que as cargas elétricas eram um fluido elétrico que podia ser transferido entre os corpos. Contudo, hoje já se sabe que os elétrons é que são transferidos. O corpo com excesso de elétrons está eletricamente negativo, ao contrário do corpo com falta de elétrons, que se encontra eletricamente positivo. Mas qual é o ramo de estudo da eletricidade?

O estudo da eletricidade se divide em três grandes partes:

Eletrostática: é a parte que estuda o comportamento das cargas elétricas em repouso como, por exemplo, o estudo e compreensão do que é carga elétrica, o que é campo elétrico e o que é potencial elétrico.

Eletrodinâmica: essa é a parte que estuda as cargas elétricas quando em movimentação. Ela estuda o que é corrente elétrica, os elementos de um circuito elétrico (resistores e capacitores) bem como a associação deles, tanto em série quanto em paralelo. 

Eletromagnetismo: nessa parte se estuda o comportamento e o efeito produzido pela movimentação das cargas elétricas. É a partir desse estudo que fica possível entender como ocorrem as transmissões de rádio e televisão, bem como entender o que vem a ser campo magnético, força magnética e muito mais.

Por Marco Aurélio da Silva

Resistor

Resistor

A resistência elétrica é uma propriedade que os materiais em geral têm, de dificultar o movimento dos elétrons. Sendo assim, a corrente elétrica tem sua intensidade reduzida naqueles materiais cuja resistividade é maior.

Resistência de chuveiro

Lâmpada incandescente

Conhecida a resistividade de um material, pode-se criar um dispositivo, composto do respectivo material, que tenha um valor conhecido para a resistência elétrica. Assim sendo, pode-se controlar as respectivas intensidades das correntes elétricas que atravessam um determinado circuito eletrônico.

O efeito joule  causa a liberação de calor. Exemplos de equipamentos que utilizam esse princípio são os chuveiros, aquecedores de cabelo, lâmpadas incandescentes, etc.

Resistor de circuitos eletrônicos

Nos circuitos eletrônicos em geral, os resistores são encontrados associados em série ou em paralelo, e muitas vezes em associações mistas, que são compostos por conjuntos de associações em série e em paralelo.

No caso da associação em série, a corrente elétrica i é a mesma para todos os resistores do circuito. A somatória das quedas de tensão no circuito é igual à tensão aplicada nos extremos A e B do circuito, segundo a lei das malhas de Kirchoff. Na figura 01 temos a representação de um circuito em série.

Deste modo, para a corrente elétrica teremos então a seguinte relação:

i₁ = i₂ = ... = i_n

E para as tensões no circuito, teremos:

U = U₁ + U₂ + ... + U_n

Sabemos que a tensão aplicada U é proporcional à corrente:

U = i.R

Deste modo, podemos escrever para uma associação de resistores, a tensão aplicada U_eq em função da corrente e da resistência equivalente R_eq:

U_eq = i.R_eq

Para vários resistores, teremos:

i.R_eq = i₁.R₁ + i₂.R₂ + ... + i_n.R_n

Como

i₁ = i₂ = ... = i_n

Então podemos escrever:

i.R_eq = i.R₁ + i.R₂ + ... + i.R_n

Desta forma, eliminamos i da expressão acima e obtemos:

R_eq = R₁ + R₂ + ... + R_n

Ou seja, a resistência equivalente é simplesmente a soma das resistências oferecidas por cada resistor.

Quando o circuito se divide em ramificações, a corrente se divide entre estas ramificações do circuito, segundo a lei dos nós de Kirchoff. Observe a figura 02:

A associação em paralelo tem as seguintes características:

A corrente elétrica que passa pelo circuito todo é igual à soma das correntes elétricas que passa por cada um dos resistores da associação. Dessa forma, podemos escrever:

i_eq = i₁ + i₂ + ... + i_n

A diferença de potencial em um dos resistores é igual à diferença de potencial dos outros resistores:

U_eq = U₁ = U₂ = ... = U_n

Como

i = U/R

Podemos escrever a corrente que percorre todo o circuito como sendo:

i_eq = U/R_eq

Conseqüentemente, teremos:

U/R_eq = U/R₁ + U/R2 + ... + U/R_n

Podemos eliminar U das expressões acima e finalmente escrever:

1/R_eq = 1/R₁ + 1/R₂ + ... + 1/R_n

Para uma associação de 2 resistores, teremos:

1/R_eq = 1/R₁ + 1/R₂

Neste caso podemos simplificar, isolando R_eq e obter uma fórmula prática:

R_eq = R₁.R₂/(R₁ + R₂)

No caso da associação mista, temos um combinado dos dois tipos de associação de resistores, série e paralelo. Para determinar a resistência equivalente, devemos começar pelas malhas independentes, ou seja, aquelas cujo resultado não dependa das outras malhas do circuito. Veja como proceder num circuito como o da figura 03.

Aparentemente, é um circuito complexo. Mas separamos os trechos independentes de malha, circulando-os em vermelho e renomeando-os, também em vermelho. É o que mostra a Figura 04. Note que no meio do circuito, temos basicamente uma linha de corrente que obrigatoriamente passa pelo resistor r₇.

Note que o circuito apresenta cinco trechos independentes, em série. São eles r_eq1, r_eq2, r_eq4, r_req6 e r₇ (r₇ vermelho, claro). R_eq3 é o único trecho independente em paralelo.  Após os cálculos da resistência equivalente em cada trecho, teremos um “novo circuito”, igual ao da Figura 05.

Delimitamos em azul, para fins de análise, os resistores independentes, e os renomeamos também com azul conforme mostra a Figura 06.

Após efetuar os cálculos obtemos um circuito genérico, mostrado na figura 07.

Novamente separamos e renomeamos em verde cada resistor ou associação, conforme mostra a figura 08.

Novamente fazemos os cálculos e obtemos o circuito genérico mostrado na figura 09.

Separamos e renomeamos os trechos independentes do circuito em dourado, conforme figura 10.

Fazemos novamente o cálculo, de modo a obter um circuito equivalente mostrado na figura 11.

Temos apenas um trecho independente agora. Só pra manter a sequência, delimitarmeos agora com cinza e renomearemos, conforme figura 12.

O resistor equivalente, após os cálculos, é igual ao da figura 13.

Referências bibliográficas:
HALLIDAY, David,  Resnik Robert,  Krane, Denneth S.  Física 3, volume 2,  5 Ed. Rio de Janeiro:  LTC,  2004.  384 p.

Como instalar cerca eletrica

Curso de cerca elétrica 

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video 01 - Introducao a Cerca Eletrica
video 02 - Como Ligar Cerca Eletrica
video 03 - Instalacao das Hastes Eletrificador e Sirene da Cerca Eletrica
video 04 - Testando o Funcionamento da Cerca Eletrica...

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