Carga, Tensão, Corrente e Resistência Elétrica

Carga Elétrica

Matéria é tudo que possui massa e que ocupa lugar no espaço, e toda matéria e constituída por átomos.
Segundo o modelo atômico de Rutherford-Bohr, os átomos são formados por uma parte central, chamada de núcleo, e por uma parte periférica denominada eletrosfera.
O núcleo, a parte mais pesada, é formado por partículas subatômicas chamadas prótons e nêutrons. Na eletrosfera encontram-se os elétrons, que giram em torno do núcleo em diferentes órbitas. (Figura 1)

Figura 1

  Por meio de experiências, foi possível provar que entre as partículas subatômicas (prótons e elétrons) existe a presença de forças. As partículas de mesmo nome se repelem, enquanto as de nomes diferentes se atraem.
O próton tem carga elétrica positiva (+) e o elétron carga elétrica negativa (-). Os nêutrons não possuem carga elétrica, por isso não existe força elétrica sobre eles.
A carga de um elétron é igual à carga do próton e é a menor carga que podemos encontrar na natureza, por esse motivo, ela é denominada carga elétrica elementar, sendo representada por "+e" (próton) e "-e" (elétron). A unidade de carga elétrica é denominada Coulomb (C).
-e = -1,6 x 10⁻¹⁹ C
+e = 1,6 x 10⁻¹⁹ C

Tensão Elétrica

No seu estado normal, os corpos são eletricamente neutros, ou seja, o numero de cargas positivas e negativas é o mesmo. Através do seu manuseamento (por exemplo, atrito com outro material), é possível alterar este estado.
Se esfregarmos duas hastes de plástico com um pano de lã, ambas ficam carregadas com cargas elétricas semelhantes, pois se repelem. O mesmo acontece se esfregarmos duas hastes de vidro. No entanto, a haste de vidro e a haste de plástico que foram esfregadas atraem-se. Isto prova que as suas cargas elétricas são de sinais diferentes.
Inicialmente, os átomos da haste de vidro e da haste de plástico são eletricamente neutros. Quando se esfrega a haste de vidro com o pano de lã, alguns elétrons são transferidos para o pano. Então, passa a faltar  elétrons na haste de vidro, havendo agora carga positiva em excesso. Dizemos que a haste se encontra carregada com carga positiva. Carga positiva significa falta de elétrons.
Se uma haste de borracha for esfregada com o pano de lã, alguns elétrons do pano de lã aderem à superfície da haste de borracha. A haste passa a ter mais carga negativa do que positiva: fica carregada com carga negativa. Carga negativa significa excesso de elétrons.
Entre cargas diferentes ocorre uma força de atração. Esta força recebe o nome de tensão, ou seja, a tensão é a força que "empurra" os elétrons, do corpo que possui mais elétrons para o corpo que possui menos, até que os corpos atinjam o equilíbrio.

Corrente Elétrica

Nos materiais Condutores existe uma grande quantidade de cargas elétricas negativas que podem movimentar com facilidade (cargas livres), deslocando-se de um ponto a outro. Esses elétrons livres se movimentam desordenadamente pelo condutor.
Se ligarmos as extremidades de um condutor aos terminais de uma bateria, inicia-se a passagem de elétrons livres do terminal negativo bateria para o condutor. Quando os elétrons são deslocados do seu lugar, a bateria faz entrar no condutor a mesma quantidade de elétrons que o pólo positivo absorve pela outra extremidade. Assim, permanece sempre constante o número de elétrons livres no condutor. Esse movimento ordenado dos elétrons é chamado de corrente elétrica.

A corrente elétrica sempre flui do pólo negativo (excesso de elétrons) para o pólo positivo (falta de elétrons) através de um meio condutor.
A corrente elétrica é medida em amperes (A) e pode ser calculada como mostra a seguir.

Onde:

I= Corrente elétrica em amperes

Q= Quantidade de cargas em Coulomb

t= Intervalo de tempo em segundos

Uma corrente de 1 Ampere, significa que a cada segundo passa um 1 Coulomb de cargas pela secção transversal de um condutor. Um Coulomb equivale a 6,28 x 10¹⁸ elétrons.

Resistência elétrica

Resistência elétrica é a oposição apresentada pelos átomos de um condutor a passagem de elétrons livres. Essa oposição, que surge durante a passagem da corrente elétrica, tem origem na estrutura atômica dos materiais.

A resistência de um condutor é diretamente proporcional ao seu comprimento, inversamente proporcional a área de sua seção transversal e sua unidade de medida é o Ohm, representada pela letra grega Ω (ômega).

Onde:
R= Resistência em Ohms
ρ= Resistividade dos materiais (Ω.m)
L= Comprimento em metros
A= Área da seção (m²)

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