ELETRICIDADE

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Eletricidade 
A Eletricidade é o movimento, usualmente de 
elétrons, produzido a partir de dois pontos de um 
condutor. É, em termos gerais, a área da Física que 
estuda os fenômenos causados pelo trabalho das 
cargas elétricas. 
Essa forma de energia está presente no nosso 
cotidiano não só nos aparelhos eletrônicos, mas 
também na natureza - descargas elétricas que 
resultam em relâmpagos, por exemplo. A 
eletricidade é, atualmente, o principal tipo de 
energia existente. 
Principais Áreas de Estudo 
O conceito é tão amplo que existem áreas de estudo 
que se ocupam cada uma de um aspecto da 
eletricidade: 
• Eletrostática: dedica-se ao comportamento 
das cargas elétricas sem movimento, ou em 
estado de repouso. 
• Eletrodinâmica: ao contrário da eletricidade 
estática, a eletrodinâmica é, como indica o 
seu nome, dinâmica e, portanto, está em 
constante movimento. 
• Eletromagnetismo: estuda a relação da 
eletricidade com a capacidade de atrair e 
reprimir polos. 
História da Eletricidade 
A eletricidade foi descoberta pelo “pai da Ciência”, 
o filósofo grego Tales de Mileto (625 a.C. -547 
a.C). 
O achado que viria a revolucionar o mundo foi 
descoberto ao acaso, quando o pensador esfregou 
uma substância chamada âmbar com pele de animal 
e observou que a partir disso pequenos objetos se 
movimentavam atraídos como pelo efeito de 
um ímã. 
Na sequência, iniciaram-se e alargaram-se os 
estudos nessa matéria durante largos anos. Entre 
outros pesquisadores, Otto von Guericke inventa 
uma máquina de cargas elétricas 
e Stephen Gray examina a diferença do 
comportamento dos condutores e dos isolantes 
elétricos. 
Benjamin Franklin inventou o pára-raios no século 
XVIII. No século XIX, Luigi Galvani inventou a 
pilha voltaica, até 
que Hans Christian Örsted descobriu a relação da 
eletricidade e o magnetismo. Finalmente, surge a 
hidrelétrica, que é atualmente a principal fonte de 
energia do Brasil. 
O que é Eletricidade Estática? 
A eletricidade estática é o processo de concentração 
de cargas elétricas em repouso que, a partir do 
contato ou aproximação com outro corpo se atrita 
e, transferindo carga para esse corpo, manifesta-se. 
Exemplo disso são as explosões que podem 
acontecer com materiais inflamáveis. 
A eletricidade estática é objeto de estudo da área 
eletrostática, tal como foi mencionado acima. 
Eletricidade e Magnetismo 
Eletricidade e Magnetismo são ambos fenômenos 
que se relacionam entre si. Uma vez que 
o magnetismo tem a capacidade de atrair corpos, a 
eletricidade, por sua vez, produz um efeito 
magnético na medida em que está sujeita a 
condutores que permitem a sua movimentação. 
 
O eletromagnetismo se ocupa da relação 
estabelecida entre eletricidade e magnetismo. 
Energia Elétrica 
A energia elétrica é a principal fonte de energia do 
mundo, produzida a partir do potencial elétrico de 
dois pontos de um condutor. 
Foi o filósofo grego Tales de Mileto quem 
descobriu por meio de uma experiência as cargas 
elétricas e, a partir disso, a palavra "eletricidade" 
começou a ser utilizada. 
Onde ela é produzida? 
Em grande parte, a energia elétrica é produzida nas 
usinas hidrelétricas, porém sua produção é também 
feita nas usinas eólicas, solares, termoelétricas, 
nucleares, etc. 
No Brasil, quase 90% da energia é produzida nas 
Usinas Hidrelétricas sendo que a maior Usina 
Hidrelétrica do Brasil é a Usina de Itaipu, 
localizada no Rio Paraná, na fronteira entre o Brasil 
e Paraguai. 
Nas Usinas Hidrelétricas, utiliza-se a força das 
águas, dos rios, para gerar energia mecânica que, 
por sua vez, chega para a população em forma 
de energia elétrica, tão indispensável nos dias 
atuais: computadores, baterias, eletrodomésticos, 
iluminação, televisores, dentre outros. 
Diante dessa crescente demanda, o governo 
brasileiro pretende investir na construção de mais 
hidrelétricas, uma vez que o Brasil possui o terceiro 
maior potencial hidráulico do planeta (grandes 
rios), depois da China e da Rússia. 
No Sistema Internacional (SI), a energia elétrica 
é representada em joule (J). Contudo, a unidade de 
medida mais utilizada é o quilowatt-hora (kWh), 
como podemos notar na medição do consumo de 
energia elétrica feita pelas companhias energéticas. 
Ademais, a agência que fiscaliza e regulariza a 
geração, comercialização e transmissão da energia 
elétrica no Brasil é a Aneel - "Agência Nacional de 
Energia Elétrica". 
Cálculo de Energia Elétrica 
Para calcular a energia elétrica utiliza-se a seguinte 
equação: 
Eel = P . ∆t 
Onde: 
Eel: energia elétrica 
P: potência 
∆t: variação do tempo 
Para calcular o consumo de energia elétrica nos 
aparelhos presentes em casa utiliza-se a equação: 
 
Onde: 
K: quilowatt hora 
T: tempo 
P: potência 
Exemplo 
Qual o consumo mensal de energia elétrica de um 
chuveiro, sendo sua potência de 5000 watts e o 
tempo diário de utilização 30 minutos? 
Primeiramente, para saber a quantidade de horas 
mensais, calcula-se a quantidade de minutos pela 
quantidade de dias no mês: 30 x 30 = 900 minutos 
mensais = 15 horas. 
Na fórmula: 
 
K = (15.5000)/1000 
K = 75 kWh 
Corrente Elétrica 
A corrente elétrica designa o movimento 
ordenado de cargas elétricas (partículas eletrizadas 
chamadas de íons ou elétrons) dentro de um sistema 
condutor. 
Esse sistema apresenta uma diferença de potencial 
elétrico (ddp) ou tensão elétrica. 
A corrente elétrica que transita nos resistores pode 
transformar energia elétrica em energia térmica 
(calor), num fenômeno conhecido como Efeito 
Joule. 
A resistência de um fio condutor facilita ou 
dificulta a passagem da corrente elétrica, sendo 
calculada através da fórmula da Primeira Lei de 
Ohm (R=U/I). 
Os aparelhos eletrônicos, pilhas e baterias, 
apresentam o polo negativo e o polo positivo. Isso 
explica a diferença de potencial (ddp) presente no 
circuito de cada um deles. 
Observe que o sentido da corrente elétrica é 
caracterizado de duas maneiras. Uma delas é a 
“corrente elétrica real”, ou seja, aquela que possui 
o sentido do movimento dos elétrons. 
A outra maneira é a “corrente elétrica 
convencional”, cujo sentido é contrário ao 
movimento dos elétrons e é marcada pelo 
movimento das cargas elétricas positivas. 
No Sistema Internacional de Unidades (SI), a 
intensidade da corrente elétrica é medida 
em Ampère (A), a resistência em Ohm (Ω) e a 
tensão elétrica (ddp) é medida em Volts (V). 
Condutores Elétricos 
Os condutores elétricos são materiais que permitem 
a movimentação dos elétrons, ou seja, a passagem 
da corrente elétrica. Um material é considerado um 
condutor elétrico dependendo da diferença de 
potencial ao qual ele está submetido. 
Os melhores condutores elétricos são os metais, por 
outro lado, os materiais que dificultam a 
movimentação dos elétrons são chamados de 
isolantes. São exemplos madeira, plástico e papel. 
Há três tipos de condutores: 
• Sólidos - caracterizado pelo movimento 
dos elétrons livres; 
• Líquidos - movimento de cargas positivas 
e negativas; 
• Gasosos - movimento de cátions e ânions. 
Tipos de Corrente Elétrica 
• Corrente Contínua (CC): possui sentido e 
intensidade constantes, ou seja, apresenta 
diferença de potencial (ddp) contínua, 
gerada por pilhas e as baterias. 
• Corrente Alternada (CA): possui sentido 
e intensidade variados, ou seja, apresenta 
diferença de potencial (ddp) é alternada, 
gerada pelas usinas. 
Tensão Elétrica 
A tensão elétrica, também chamada de diferença de 
potencial (ddp), caracteriza a diferencial do 
potencial elétrico de dois pontos num condutor. É, 
portanto, a força decorrente da movimentação dos 
elétrons em determinado circuito. 
No sistema Internacional (SI), a tensão elétrica é 
medida em Volts (V). Para calcular a tensão 
elétrica de um circuito elétrico, utiliza-se a 
expressão: 
 
 
Onde, 
U= Tensão elétrica (V) 
R = Resistência(Ω) 
i= Intensidade da corrente (A) 
Intensidade da Corrente Elétrica 
A intensidade da corrente elétrica, representada 
pela letra ‘i’, designa a quantidade de carga elétrica 
(Q) que atravessa um condutor em determinado 
intervalo de tempo (Δt). 
No sistema internacional sua unidade de medida é 
o Ampère (A), sendo calculada através da seguinte 
expressão: 
 
Onde, 
I: intensidade da corrente (A) 
Q: carga elétrica (C) 
Δt: intervalo de tempo (s) 
Energia Elétrica 
A energia elétrica é produzida a partir do potencial 
elétrico de dois pontos de um condutor. Dessa 
forma, Para calcular a energia elétrica utiliza-se a 
equação: 
Eel = P . ∆t 
Onde: 
Eel: energia elétrica (kWh) 
P: potência (kW) 
∆t: variação do tempo (h) 
Diferença de Potencial 
A diferença de potencial (d.d.p.), também 
chamada de tensão, é definida como o trabalho 
necessário para que uma carga se desloque de um 
ponto A para um ponto B, quando imersa em um 
campo elétrico. 
Quando existe uma certa diferença de potencial 
entre dois pontos e ligamos esses pontos por meio 
de um fio condutor, no seu interior irá surgir um 
movimento ordenado de cargas. 
Este movimento é chamado de corrente elétrica. 
Portanto, para um condutor ser percorrido por uma 
corrente é necessário existir uma diferença de 
potencial entre seus pontos. 
A unidade de medida para a diferença de potencial 
é o volt (V), em homenagem ao físico italiano 
Alessandro Volta (1745-1827) inventor da pilha 
elétrica. 
Um volt representa a quantidade de energia (em 
joules) necessária para mover uma carga de um 
coulomb entre dois pontos: 
 
Os equipamentos que medem a tensão são 
chamados de voltímetros. 
Fórmula da d.d.p. 
A diferença de potencial pode ser calculada a partir 
da seguinte fórmula: 
 
Sendo, 
U: diferença de potencial (medido em volts, V); 
TAB: trabalho da força elétrica para deslocar uma 
carga de um ponto A para um ponto B (medido em 
joules, J); 
q: carga elétrica (medido em coulomb, C) 
Outra forma de obter a diferença de potencial é 
através da diferença do potencial entre dois pontos: 
 
VA: potencial no ponto A (medido em volts, V); 
VB: potencial no ponto B (medido em volts, V). 
Exemplo: Cálculo da Tensão entre Dois Pontos. 
Uma carga de 2 C é movida entre dois pontos em 
um campo elétrico, exigindo 10 J de trabalho. Qual 
é a diferença de potencial entre esses pontos? 
Resolução: 
1. Identifique os dados: 
• Tab=10 J 
• q=2 C 
2. Use a fórmula da diferença de potencial: 
 
3. Substitua os valores: 
 
Resposta: A diferença de potencial entre os pontos 
é de 5 V. 
Campo Elétrico 
O campo elétrico desempenha a função de 
transmissor das interações entre cargas elétricas, 
podendo ser de afastamento ou de aproximação, de 
acordo com o sinal da carga que o produziu. 
As cargas elétricas puntiformes são corpos 
eletrizados cujas dimensões são desprezíveis se 
comparadas às distâncias que as separa de outros 
corpos eletrizados. 
Observamos que na região onde existe um campo 
elétrico, surgirá uma força sobre uma carga 
puntiforme de prova que for introduzida em algum 
ponto deste campo. Esta força poderá ser de 
repulsão ou de atração. 
 
Fórmula do Campo Elétrico 
Quando uma carga puntiforme eletrizada está fixa 
em um ponto, ao seu redor irá surgir um campo 
elétrico. 
A intensidade deste campo depende do meio onde 
a carga está inserida e poderá ser encontrada 
através da seguinte fórmula: 
 
Sendo: 
E: intensidade do campo elétrico (N/C). 
k0: constante eletrostática no vácuo 
(9.109 N.m2/C2). 
|Q|: módulo da carga (C). 
d: distância entre a carga e um ponto do campo. 
Vetor Campo Elétrico 
Ao campo elétrico associamos uma grandeza 
vetorial chamado vetor campo elétrico. Como o 
próprio nome indica, trata-se de uma grandeza 
vetorial que possui módulo, direção e sentido. 
Sentido do Vetor Campo Elétrico 
A força elétrica e o vetor campo elétrico possuem 
mesma direção. Entretanto, convencionamos que 
terão mesmo sentido quando a carga de prova for 
positiva, e sentido contrário quando a carga de 
prova for negativa. 
Na ilustração abaixo, observamos o que acontece 
com o sentido do vetor do campo elétrico 
provocado por uma carga Q fixa e positiva quando 
colocamos uma carga de provas positiva e uma 
negativa: 
 
Vemos na animação que o sentido do campo 
elétrico não depende do sinal da carga de prova, 
apenas do sinal da carga fixa. Assim, o campo 
gerado por uma carga positiva é de afastamento. 
Por sua vez, quando o campo elétrico é gerado por 
uma carga negativa, temos as seguintes situações 
indicadas na imagem abaixo: 
 
Observamos que quando a carga fixa que gera o 
campo é negativa, o sentido do vetor campo 
elétrico também não depende do sinal da carga de 
prova. 
Sendo assim, uma carga fixa negativa gera um 
campo, ao seu redor, de aproximação. 
Intensidade do Campo Elétrico 
O valor da intensidade do campo elétrico pode 
ser encontrado através da seguinte fórmula: 
 
Onde: 
E: campo elétrico 
F: força elétrica 
q: carga elétrica 
No Sistema Internacional de Unidade, a 
intensidade do campo elétrico é medida em Newton 
por Coulomb (N/C), a força em Newton (N) e a 
carga elétrica em Coulomb (C). 
Linhas de Força 
Podemos representar o campo elétrico através de 
linhas orientadas segundo o sentido do vetor campo 
elétrico. Chamadas linhas de força, são tangentes 
ao vetor campo elétrico em cada ponto. 
A intensidade do campo elétrico é maior quanto 
mais próximas estiverem as linhas de campo e 
menos intenso nas regiões mais afastadas. 
Abaixo, temos a representação das linhas de força 
de um campo elétrico, formado por duas cargas de 
mesmo módulo e sinais contrários (dipolos 
elétricos). 
As linhas representam o campo elétrico gerado ao 
redor de duas cargas de sinais contrários 
Campo Elétrico Uniforme 
Quando em uma região do espaço existe um campo 
elétrico onde o vetor associado a ele apresenta 
mesma intensidade, mesma direção e mesmo 
sentido em todos os pontos, esse campo elétrico é 
chamado uniforme. 
Este tipo de campo é obtido com a aproximação de 
duas placas condutoras planas e paralelas 
eletrizadas com cargas de mesmo valor absoluto e 
sinais contrários. 
Na figura abaixo, apresentamos as linhas de campo 
entre dois condutores eletrizados. Observe que na 
região das bordas dos condutores, as linhas deixam 
de ser paralelas e o campo não é uniforme. 
Campo elétrico uniforme 
Força Elétrica - Lei de Coulomb 
Na natureza existem as forças de contato e as forças 
de campo. As forças de contato só agem quando os 
corpos se tocam. A força de atrito é um exemplo de 
força de contato. 
A força elétrica, a força gravitacional e a força 
magnética são forças de campo, pois agem sem a 
necessidade que os corpos estejam em contato. 
A Lei de Coulomb, formulada pelo físico francês 
Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) no final 
do século XVIII, foca nos estudos sobre a interação 
eletrostática entre partículas eletricamente 
carregadas: 
“A força de ação mútua entre dois corpos 
carregados tem a direção da linha que une os 
corpos e sua intensidade é diretamente 
proporcional ao produto das cargas e inversamente 
proporcional ao quadrado da distância que as 
separa”. 
A unidade de medida das cargas elétricas, é 
Coulomb (C), em homenagem ao físico pelas suas 
contribuições aos estudos da eletricidade. Assim, 
para calcular a força entre as cargas: 
 
Onde: 
F: força (N) 
Ke: constante eletrostática (no vácuo seu valor é 
igual a 9 x 109 Nm2 /C2) 
q1 e q2: cargas elétricas (C) 
r: distância entre as cargas (m) 
A força que surge da interação entre cargas será de 
atração quando as cargas apresentarem sinais 
contrários, e de repulsão, quando as tiverem sinais 
iguais. 
Potencial Elétrico 
O potencial elétrico, medido em Volts (V), é 
definido como o trabalho da força elétrica sobre 
uma carga eletrizada nodeslocamento entre dois 
pontos. 
Considerando dois pontos A e B e o valor do 
potencial no ponto B nulo, então o potencial será 
dado por: 
 
Onde: 
VA: Potencial elétrico no ponto A (V) 
TAB: trabalho para deslocar uma carga do ponto A 
ao ponto B (J) 
q: Carga elétrica (C) 
Diferença de Potencial em um campo elétrico 
uniforme 
Quando temos um campo elétrico uniforme, 
podemos encontrar a diferença de potencial entre 
dois pontos através da fórmula: 
 
Sendo 
U: diferença de potencial (V) 
VA: potencial no ponto A (V) 
VB: potencial no ponto B (V) 
E: campo elétrico (N/C ou V/m) 
d: distância entre as superfícies equipotenciais, ou 
seja, superfícies com mesmo potencial (m) 
Anotações: