PRINCIPAIS LEIS DA FÍSICA NA ELETRICIDADE

Essa seção nós destacamos algumas das principais leis da física relacionada a eletricidade. Você poderá utilizá-las tanto para estudar ou para ficar sabendo um pouco mais sobre essas leis.

TENSÃO
Quando existem dois materiais, um com carga positiva(falta de elétrons)e outro com carga negativa(excesso de elétrons), dizemos que existe entre eles uma diferença de potencial(D.D.P) ou tensão elétrica.
Geralmente os átomos procuram ter o mesmo número de elétrons e prótons e neste materias vai existir uma força atuando para que esses átomos se equilibrem. Esta força é que vai produzir luz, calor, movimento, etc...
Resumindo, tensão é a força que produz os efeitos elétricos.
unidade fundamental : VOLT(V)
*Para medir a tensão elétrica temos os seguintes instrumentos:
Voltímetro: mede a tensão em volts;
Microvoltímetro: mede a tensão em microvolts;
Milivoltímetro: mede a tensão em milivolts;
Kilovoltímetro: mede tensão em kilovolts.

POTÊNCIA
É o trabalho realizado pelos elétrons na unidade de tempo.
A unidade fundamental da potência é o WATT, temos 1 watt quando a quantidade de 0,0625· 10²º elétrons, sob uma tensão de 1 volt , realizar um trabalho no tempo de 1 segundo.
O múltiplo do watt é o Quilowatt (KW) , sendo que um KW eqüivale a 1000 watts.
O instrumento de medida de potência é o wattímetro.
Existem ainda duas outras unidades de potência:

CAVALO – VAPOR (cv.) , onde 1 cv = 736W

HORSE POWER (H.P.), onde 1HP = 746W

Obs.: HP e CV como nós acabamos de ver são unidade diferentes, onde 1 HP = 1,0135 cv aproximadamente.
P = E x I
Onde :
P= potência;
E= tensão;
I = Corrente elétrica

RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Resistência é a oposição à passagem de corrente elétrica. É medida em ohms (W). Quanto maior a resistência, menor é a corrente que passa.
Esta pode ser maior ou menor dependendo do material do qual é feito o condutor.
*Para medir a resistência existem os seguintes instrumentos:
Ohmímetro: para medidas em Ohm;
Microhmímetro: para medidas em Microhm;
Miliohmímetro: para medidas em Miliohm;
Kilohmímetro: para medidas em Kilohm;
Megôhmetro: para medidas em megaohm.

RESISTIVIDADE E CONDUNTÂNCIA
Os valores de resistência e condutância variam de acordo com 4 fatores:

Natureza do material: cada material tem um tipo de constituição atômica diferente, os materiais condutores possuem grande número de elétrons e por não sofrerem grande atração do núcleo do átomo, podem ter esses elétrons facilmente retirados de suas órbitas, os isolantes tem seus elétrons presos aos átomos por uma força de atração muito maior do que os condutores, já os materiais resistores são aqueles que tem força de atração maior que nos condutores e menor que nos isolantes.

Comprimento do condutor: quanto maior o comprimento do material, maior será a sua resistência, isso quando comparamos tamanhos de materiais de mesma natureza.

Secção transversal: aumentando a secção transversal de um condutor, estará se diminuindo a resistência, quando comparamos materiais de mesma natureza e tamanho.

Temperatura dos materiais: ao aumentar a temperatura estaremos aumentando a resistência do material
Resistividade nada mais é de que a resistência especifica de cada material.
Resistência específica é a resistência oferecida por um material com 1 metro de comprimento , 1 mm² de secção transversal e estando a 20ºC de temperatura.

Podemos calcular a Resistividade e a condutância dos materiais pelas seguintes fórmulas:
Resistividade:
R= r x l onde R = resistência
S r = resistividade
l = comprimento do material em m.
S = secção transversal
Condutância :
G = 1_ onde G = Condutância
R 1 = constante
R = resistência

Tabela de resistividade
Material ---------------Resistividade
Prata-------------------- -0,016 W
Cobre---------------------0,017 W
Alumínio------------------0,030 W
Tungstenio--------------- 0,050 W
Constantan--------------- 0,500 W
Níquel -cromo------------ 1,000 W

CORRENTE ELÉTRICA
Corrente (I) é simplesmente o fluxo de elétrons. Essa corrente é produzida pelo deslocamento de elétrons através de uma d.d.p em um condutor. A unidade fundamental de corrente é o ampère (A). 1 A é o deslocamento de 1 C através de um ponto qualquer de um condutor durante 1 s.
I=Q/t
O fluxo real de elétrons é do potencial negativo para o positivo. No entanto, é convenção representar a corrente como indo do positivo para o negativo.
*Para medir a corrente elétrica nos temos os seguintes instrumentos:
Amperímetro: medidas em ampère;
Microamperímetro: medidasem microampère;
Miliamperímetro: medidas em miliampère;
Kiloamperímetro: medidas em kiloampère.
*Efeitos da Corrente Elétrica
Calor : o calor nada mais é do que a energia térmica em trânsito, ou seja, a transferência dessa energia de um corpo para outro, quando há diferença de temperatura, este aquecimento é útil em chuveiros, aquecedores, lâmpadas incandescentes, fusíveis, e totalmente inútil em motores elétricos.
Efeito Joule : é o fenômeno de transformação de energia elétrica em energia térmica(calor). Podemos calcular esta quantidade de calor com a fórmula: Q= 0,24 x R x I² x t
onde:
Q = quantidade de calor em calorias;
0,24 = constante [equivalente térmico de calor( 1J=0,24 Cal)];
R = Resistência em ohms;
I² = Corrente elétrica ao quadrado, em ampères;
t = Tempo em segundos.

CHOQUE ELÉTRICO
É a passagem de corrente elétrica pelo corpo humano originando efeitos fisiológicos graves ou até mesmo a morte do indivíduo. A condição básica para se levar um choque é estar sob uma diferença de potencial (D.D.P), capaz de fazer com que circule uma corrente tal que provoque efeitos no organismo.
Efeitos fisiológicos da corrente elétrica
TETANIZAÇÃO : é a paralisia muscular provocada pela circulação de corrente através dos nervos que controlam os músculos. A corrente supera os impulsos elétricos que são enviados pela mente e os anula, podendo bloquear um membro ou o corpo inteiro, e de nada vale nestes caso a consciência do indivíduo e a sua vontade de interromper o contato.
PARADA RESPIRATÓRIA : quando estão envolvidos na tetanização os músculos dos pulmões, isto é , os músculos peitorais são bloqueados e pára a função vital da respiração. Isto trata-se de uma grave emergência , pois todos nós sabemos que o humano não agüenta muito mais que 2 minutos sem respirar.
QUEIMADURAS : a corrente elétrica circulando pelo corpo humano é acompanhada pelo desenvolvimento de calor produzido pelo Efeito Joule, podendo produzir queimaduras em todos os graus , dependendo da intensidade de corrente que circular pelo corpo do indivíduo. Nos pontos de contato direto a situação é ainda mais crítica, pois as queimaduras produzidas pela corrente são profundas e de cura mais difícil, podendo causar a morte por insuficiência renal.
FIBRILAÇÃO VENTRICULADA : a corrente atingindo o coração, poderá perturbar o seu funcionamento, os impulsos periódicos que em condições normais regulam as contrações (sístole) e as expansões(diástole) são alterados e o coração vibra desordenadamente(perde o passo). A fibrilação é um fenômeno irreversível que se mantém mesmo depois do descontato do indivíduo com a corrente, só podendo ser anulada mediante o emprego de um equipamento conhecido ''desfibrilador''.

LEI DE OHM
Um circuito elétrico consta de, na prática, pelo menos quatro partes: fonte de f.e.m (força eletromotriz), condutores, carga e instrumentos de controle .
A lei de OHM diz respeito à relação entre corrente, tensão e resistência:
I=V/R
Onde:
I -> é a corrente em ampères
V -> é a tensão em volts
R -> é a resistência em ohms
Conceito sobre o enunciado da lei de Ohm
A corrente, em um circuito, é diretamente proporcional a voltagem aplicada e inversamente proporcional a resistência, isto é, quanto maior a tensão aplicada maior a corrente.

Mauro Luiz