Componentes electrónicos

Os componentes dos circuitos electrónicos são dispositivos muito pequenos que funcionam normalmente com corrente contínua de baixa intensidade e diferença de potencial também baixa.

Como funcionam os transformadores?

Os transformadores são constituidos essencialmente por duas bobinas de fio condutor em torno de um núcleo de ferro macio. As bobinas têm diferente número de espiras.

Quando a corrente eléctrica alternada passa numa das bobinas, magnetiza o núcleo de ferro. O núcleo cria um campo magnético variável que produz corrente eléctrica induzida na outra bobina.
A bobina ligada à corrente de entrada chama-se primário. A que está ligada à corrente de saída chama-se secundário.

esquema de um transformador

Quanto maior for o número de espiras de uma bobina, maior é a diferença de potencial nos seus terminais, por isso:

• se o número de espiras do primário é maior do que o número de espiras do secundário, a diferença de potencial à entrada é maior do que à saída: o transformador funciona como abaixador de tensão.
• se o número de espiras do primário é menor do que o número de espiras do secundário, a diferença de potencial à entrada é menor do que à saída: o transformador funciona como elevador de tensão.

A diferença de potencial é directamente proporcional ao número de espiras.

Diferença de potencial do primário / Diferença de potencial do secundário = nº de espiras do primário / nº de espiras do secundário.

Transporte de electricidade

As centrais, em regra geral, encontram-se a grandes distâncias dos centros populacionais. Por isso, há que transportar, a corrente eléctrica através de cabos condutores.

Durante o transporte há perdas de energia eléctrica por efeito de Joule que é importante minimizar. Para isso é necessário diminuir a intensidade da corrente, o que se consegue fazendo o transporte da corrente eléctrica em alta tensão.
Transforma-se a corrente eléctrica que sai do alternador em corrente de alta tensão, fazendo-a passar por elevadores de tensão. Só depois é transportada até às localidades.
Junto das localidades, a tensão é de novo reduzida, fazendo-a passar por abaixadores de tensão até atingir o valor adequado às instalações.
Os elevadores e abaixadores de tensão, chamam-se transformadores.

Produção de electricidade

A corrente eléctrica em larga escala é produzida nas centrais eléctricas por alternadores, que são formados por ímanes potentíssimos que se movem a alta velocidade no interior de bobinas com milhares de espiras. Esta velocidade é constantem efectuam 50 rotações por segundo. Este valor corresponde à frequência da corrente alternada produzida (50 Hz).


A fonte de energia que provoca o movimento dos electroímanes dos geradores das centrais pode ser:

• a água - centrais hidroeléctricas;
• o fuelóleo, o carvão ou a biomassa - centrais termoeléctricas;
• o vento - centrais eólicas;
• o calor - centrais geotérmicas;
• as ondas - centrais de energia de ondas;
• o urânio - centrais nucleares.

                                                 

CENTRAIS HIDROELÉCTRICAS:

Estas centrais, funcionam junto das barragens. A água da albufeira é canalizada para as pás da turbina cujos eixos estão solidários com electroímanes.

Desta forma, consegue-se o movimento das turbinas e, consequentemente, dos eixos que fazem rodar os indutores - electroímanes - no interior dos induzidos - bobinas condutoras. Produz-se assim a corrente eléctrica.

CENTRAIS TERMOELÉCTRICAS

Nestas centrais, consegue-se o movimento da turbina a partir da expansão do vapor de água. Para obter o vapor é necessário manter a água em ebulição a partir da combustão de combustíveis como o fueóleo.





Electromagnetismo

O que é o magnetismo?

É uma propriedade de alguns corpos (ímanes) que se caracteriza por atrair materiais constituídos em grande parte por ferro.

Pólos magnéticos:

 

Efeito magnético da corrente eléctrica:

- Experiência de Oersted

Conclusões:

• Um circuito eléctrico, quando percorrido por uma corrente eléctrica, cria à sua volta um campo magnético;
• O campo magnético é mais forte quando a intensidade da corrente aumenta;
• O campo magnético criado pela corrente altera - se quando o sentido da corrente muda.
  
  
  

Energia eléctrica e Potência eléctrica

A energia eléctrica que consumimos durante um certo tempo é medida em quilowatts-hora, kWh, pelos contadores de electricidade.

A potência de um receptor mede a energia eléctrica consumida pelo receptor e transformada noutra ou noutras energias, por unidade de tempo. Calcula-se dividinho a energia eléctrica consumida pelo tempo de funcionamento.

Potência eléctrica = Energia eléctrica
                                ______________
                                Tempo de funcionamento

P = E / t ( P = kW ; E = kWh ; t = h)


Potência dos receptores e a intensidade da corrente

O produto da diferença de potencial nos terminais de um receptor pela intensidade da corrente que o percorre é igual ao valor da potência do receptor.

Potência = Diferença de Potencial x Intensidade da corrente
P = U x I

Nas nossas cassas, todos os aparelhos eléctricos que ligamos às tomadas da rede ficam sujeitos à diferença de potencial de 230 V, aproximadamente. Por isso, quanto maior for a potência do aparelho eléctrico, maior será a intensidade da corrente no circuito em que está instalado.

Energia eléctrica e intensidade da corrente

A energia eléctrica consumida por um receptor e transformada noutras energias também se pode relacionar com a diferença de potencial e a intensidade da corrente.

Energia consumida por um receptor

E = U x I x t

Resistência eléctrica

A resistência eléctrica relaciona-se com a oposição que os condutores oferecem à passagem da corrente eléctrica. É uma grandeza física que caracteriza os condutores eléctricos. Representa-se por R.

A unidade SI de resistência eléctrica chama-se ohm, e simboliza-se por Ω (letra grega). Múltiplos: megaohm, MΩ , quilo-ohm, kΩ , miliohm, mΩ e micro-ohm, uΩ.

Para medir a resistência eléctrica utiliza-mos ohmímetros ou ainda os multímetros. A medição da resistência eléctrica de condutores em funcionamente nos circuitos faz-se por um processo indirecto, sendo necessário:

• Medir a intensidade da corrente no circuito onde está instalado o condutor, com um amperímetro;
• Medir a diferença de potencial nos terminais do condutor, com um voltímetro.

Resistência eléctrica = Diferença de Potencial

                                      _________________

                                    Intensidade da corrente

R = U / I (R = Ω ; U = V ; I = A)

Lei de Ohm

A diferença de potencial nos terminais de qualquer condutor metálico filiforme e homogéneo, a temperatura constante, é directamente proporcional à intensidade da corrente que o percorre.
U / I = constante (a temperatura constante)

De que depende a resistência eléctrica dos condutores?

• Do seu comprimento - quanto maior é o comprimento dos condutores maior é a sua resistência;
• Da sua espessura - quanto maior é a espessura dos condutores menor é a sua resistência;
• Da sua composição - prata e cobre são so que conduzem melhor a corrente eléctrica. Cromoníquel e carbono conduzem mal a corrente eléctrica.

Gráfico para um condutor óhmico (linha recta que passa pela origem das cordenadas, o que significa que é directamente proporcional)