Fundamentos da Eletricidade: Geração e Armazenamento

Eletrização por Atrito (Fricção)

Ao esfregar um bastão de vidro contra um pano de lã, os elétrons das últimas camadas do vidro são transferidos para o pano de lã, deixando o bastão de vidro carregado positivamente e o pano de lã carregado negativamente. Este processo gera eletricidade estática.

Processo Piezoelétrico

Materiais piezoelétricos, como o quartzo, quando submetidos a uma pressão (P) entre seus dois lados opostos, geram cargas elétricas entre essas superfícies.

• É utilizado em sensores de detonação.
• É um processo reversível.

Por Ação Química

Quando um metal é imerso em um líquido composto de água e ácido (eletrólito), surge uma diferença de potencial. Pilhas e acumuladores são dispositivos que convertem energia química em energia elétrica.

Por Ação Magnética

Este sistema é responsável pela maior parte da geração de eletricidade. Quando um condutor é movido dentro de um campo magnético, perpendicularmente às linhas de força (F), uma corrente elétrica (CA) é induzida no condutor.

Processo Fotoelétrico

Tem sido demonstrado experimentalmente que, quando um raio de luz incide sobre um corpo de metal, ocorre a liberação de elétrons (e-) da última camada de átomos de metal. Este efeito é conhecido como efeito fotoelétrico.

Exemplos: Selênio, Fotocélulas.

Por Calor (Efeito Termoelétrico)

Quando duas placas de metal de diferentes naturezas são unidas, surge uma diferença de potencial devido ao fato de que um dos metais possui elétrons livres com mais energia do que o outro, e estes tendem a se difundir para o último. Se o conjunto de metais é aquecido, a emissão de elétrons (propriedade térmica) aumenta, à medida que a energia cresce. A tensão gerada (d.d.p. - diferença de potencial) é chamada de Tensão de Volta.

Campo Elétrico e Capacitores

Um campo elétrico é o espaço onde se pode sentir o efeito de uma carga elétrica. Suponha duas placas metálicas separadas por uma curta distância e conectadas a um gerador. Ao fechar o circuito através de um interruptor, o terminal positivo do gerador atrai elétrons (cargas negativas) da placa conectada a ele. Com essa ação, ocorre um movimento de elétrons que parecem ter se movido de uma placa para a outra, estabelecendo uma diferença de potencial entre as duas placas.

Esse movimento de elétrons dura apenas um momento, até que ambas as placas atinjam o equilíbrio. Este dispositivo é chamado de capacitor (ou condensador), e é capaz de armazenar eletricidade.

Se um material dielétrico for colocado entre as placas, os átomos desse material serão influenciados pelo campo elétrico criado pelo gerador entre as duas placas.

Diz-se que o capacitor está carregado quando a diferença de potencial entre suas armaduras é igual à voltagem aplicada.

Uma vez carregado o capacitor, se o gerador for desligado e suas armaduras forem conectadas por um fio, ocorre a descarga. A duração das correntes de carga e descarga é uma função da quantidade de eletricidade que o capacitor pode armazenar e da diferença de potencial aplicada entre suas placas.

A unidade de medida é o Farad (F), que representa a relação entre carga e tensão (carga/tensão). São comumente usados submúltiplos como o microfarad (µF) e o picofarad (pF). Se for aplicado um valor de d.d.p. muito alto ao capacitor, pode ocorrer a perfuração do dielétrico (tensão de rigidez dielétrica).

A capacidade de um capacitor depende da superfície das placas, da espessura e do tipo de material dielétrico.