Planejativo

Corrente e Potência elétrica

Carga elétrica

Força elétrica (Lei de Coulomb)

Campo elétrico e Linhas de força

Potencial elétrico, Trabalho e Energia

Condutor esférico e Capacitância

Leis de Ohm

Associação de Resistores

Geradores elétricos

Leis de Kirchhoff e Ponte de Wheatstone

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Eletromagnetismo: Visão geral, Imã e Regra da mão direita

Campo magnético

Força Magnética e regra da mão esquerda

Indução Eletromagnética (Lei de Lenz)

Lei de Faraday e Variação do fluxo magnético

Gerador de corrente alternada e Transformadores

Efeito fotoelétrico

Teoria da relatividade

Física quântica

Processos de eletrização

Receptores elétricos

Alguns pontos-chave dessa matéria para o ENEM que devem ser levados em conta ao estudarmos são:

Um belo mapa mental com alguns conceitos básicos sobre Corrente Elétrica. Fonte na própria imagem (@sonhodemedicina).

Você já parou para pensar como a energia viaja através dos fios e acende as luzes ou faz o seu videogame funcionar? Isso acontece graças à corrente elétrica! A corrente elétrica é basicamente uma fila organizada de pequenas partículas carregadas, chamadas íons ou elétrons, que se movem através de um condutor, como um fio. Essa movimentação é impulsionada por algo chamado diferença de potencial elétrico ou tensão elétrica.

Aqui vai uma curiosidade: a corrente elétrica que passa por resistores, que são como obstáculos em seu caminho, pode transformar energia elétrica em calor. Isso é chamado de Efeito Joule. Por isso, às vezes, os aparelhos elétricos esquentam quando estão ligados há muito tempo.

A resistência de um fio, calculada pela Primeira Lei de Ohm (R=U/I), determina quão fácil ou difícil é para a corrente elétrica passar por ele. Nos dispositivos eletrônicos, pilhas e baterias, você pode ver dois polos, um negativo e um positivo. Isso representa a diferença de potencial, ou seja, o "empurrão" que faz a corrente elétrica se mover.

Os condutores elétricos são como as avenidas que os elétrons (as partículas carregadas) usam para se movimentar. Quanto melhor for o condutor, mais fácil será para os elétrons se moverem. Os metais, por exemplo, são excelentes condutores. Por outro lado, os materiais que dificultam a movimentação dos elétrons são chamados de isolantes, como a madeira, o plástico e o papel.

Existem dois tipos principais de corrente elétrica:

Agora você já sabe um pouco mais sobre corrente elétrica e como a energia se move ao nosso redor. Incrível, não é mesmo?

Vamos começar falando sobre a tensão elétrica. Ela também é conhecida como diferença de potencial (ddp) e é essencialmente a força que empurra os elétrons ao longo de um circuito. Imagine que é como a pressão da água empurrando uma roda d'água.

A unidade usada para medir a tensão elétrica no Sistema Internacional (SI) é o Volt (V). Mas como podemos calcular a tensão em um circuito elétrico? Usamos a seguinte fórmula:

A corrente elétrica é calculada pela divisão da quantidade de carga elétrica que passa por um ponto do circuito pelo tempo que levou para passar. Aqui está a fórmula:

Nos metais, que são bons condutores, a corrente é levada pelos elétrons. Então, podemos calcular a corrente em função do número de elétrons que passam por um ponto a cada segundo. Para isso, precisamos lembrar que a carga elétrica é quantizada, o que significa que a carga total em um corpo é sempre um múltiplo inteiro da carga fundamental (e = 1,6.10

Se combinarmos as duas fórmulas que apresentamos, chegaremos à seguinte fórmula para a corrente elétrica:

Estas fórmulas nos ajudam a resolver a maioria dos problemas que envolvem corrente elétrica. No entanto, quando a corrente elétrica muda com o tempo, precisaremos de outras ferramentas, como gráficos, para entender e analisar a situação. Mas não se preocupe! Assim como você aprendeu essas fórmulas, você também será capaz de entender esses gráficos com um pouco de prática.

Lembre-se, a física é como um jogo de quebra-cabeças. Cada conceito, cada fórmula, é uma peça do quebra-cabeça. Quanto mais peças você encaixa, mais completa se torna a sua compreensão do universo!

Entendendo a Corrente Elétrica Variável

As fórmulas que compartilhamos com você são excelentes para resolver a maior parte dos problemas que envolvem corrente elétrica. No entanto, elas podem não ser tão úteis quando lidamos com uma corrente elétrica que muda com o tempo. Nesses casos, é bastante comum usar gráficos para ilustrar como a corrente varia ao longo do tempo.

Tipos de corrente elétrica, incluindo a variável. Fonte: 

Imagine um gráfico que mostra a intensidade de uma corrente elétrica variável em relação ao tempo. No eixo vertical temos a intensidade da corrente e no eixo horizontal, o tempo. Em algumas situações, a intensidade da corrente pode diminuir com o tempo, o que seria mostrado como uma linha decrescente no gráfico.

O interessante desses gráficos é que a área abaixo da linha representa a quantidade total de carga que passou pelo ponto de medição durante o período de tempo representado no gráfico. Portanto, mesmo que a corrente esteja variando, ainda podemos calcular a quantidade total de carga.

Sentido Convencional vs Sentido Real da Corrente Elétrica

Agora, vamos falar sobre algo curioso: o sentido da corrente elétrica. No mundo real, sabemos que os elétrons, que carregam cargas negativas, movem-se em direção ao potencial elétrico mais elevado (positivo). Este é o chamado "sentido real" da corrente elétrica.

No entanto, por razões históricas e para simplificar certos cálculos, muitas vezes assumimos um "sentido convencional" da corrente elétrica. Neste caso, imaginamos que os elétrons têm cargas positivas e se movem em direção ao potencial elétrico mais baixo (negativo).

Vamos resumir esses conceitos em uma pequena tabela:

Lembre-se, não importa se você está pensando no sentido real ou convencional da corrente elétrica, o importante é ser consistente e usar a abordagem que melhor se adequa ao problema que você está tentando resolver.

A energia elétrica é algo fascinante e essencial para a nossa vida moderna. Ela é produzida a partir do potencial elétrico entre dois pontos de um condutor. E como calculamos a energia elétrica? Usamos uma fórmula simples:

Potência elétrica é basicamente a rapidez com que um trabalho é realizado. Imagine que você está realizando um trabalho, a potência seria o quanto desse trabalho você consegue fazer em um certo intervalo de tempo.

No sistema internacional de medidas, usamos o watt (W) como unidade de potência, uma homenagem a James Watts, um engenheiro que fez melhorias importantes na máquina a vapor.

Nos aparelhos elétricos, a potência nos diz quanta energia elétrica está sendo transformada em outra forma de energia por unidade de tempo. Por exemplo, se uma lâmpada incandescente transforma 100 joules de energia elétrica em energia térmica e luz a cada segundo, dizemos que a potência elétrica dessa lâmpada é de 100 W.

A fórmula para calcular a potência elétrica é:

Você já percebeu como alguns dispositivos elétricos esquentam quando estão ligados? Isso ocorre devido ao Efeito Joule. Os resistores são dispositivos elétricos que transformam energia elétrica em energia térmica quando a corrente elétrica passa por eles. Nesse caso, dizemos que o resistor está dissipando energia elétrica.

Alguns exemplos de dispositivos que usam o Efeito Joule são aquecedores, chuveiros elétricos, secadores de cabelo, lâmpadas incandescentes e ferros de passar.

Para calcular a potência elétrica de um resistor, usamos a seguinte expressão:

Se aplicarmos a Lei de Ohm (U = R . i), podemos substituir a corrente na expressão acima e encontrar a potência em função da diferença de potencial e da resistência. Nesse caso, teremos:

Espero que essas explicações tenham ajudado a entender melhor esses conceitos de energia elétrica, potência elétrica e o Efeito Joule!