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A eletricidade em sua manifestação natural mais imponente: o relâmpago

A eletricidade é um fenômeno físico originado por cargas elétricas estáticas, ou em movimento, e por sua interação. Quando uma carga se encontra em repouso, produz forças sobre outras situadas à sua volta. Se a carga se desloca, produz também campos magnéticos. Há dois tipos de cargas elétricas : positivas e negativas. As cargas de nome igual (mesmo sinal) se repelem e as de nomes distintos (sinais diferentes) se atraem.

A eletricidade se origina da interação de certos tipos de partículas sub-atômicas. A partícula mais leve que leva carga elétrica é o elétron, que -- assim como a partícula de carga elétrica inversa à do elétron , o próton --, transporta a unidade fundamental de carga (1,60217646x10 − 19C). Cargas elétricas de valor menor são tidas como existentes em sub-partículas atômicas, como os quarks.

Os átomos, em circunstâncias normais, contêm elétrons, e, frequentemente, os que estão mais afastados do núcleo se desprendem com muita facilidade. Em algumas substâncias, como os metais, proliferam-se os elétrons livres. Dessa maneira, um corpo fica carregado eletricamente graças à reordenação dos elétrons.

Um átomo normal tem quantidades iguais de carga elétrica positiva e negativa, portanto é eletricamente neutro. A quantidade de carga elétrica transportada por todos os elétrons do átomo, que, por convenção, é negativa, está equilibrada pela carga positiva localizada no núcleo. Se um corpo contiver um excesso de elétrons, ficará carregado negativamente. Ao contrário, com a ausência de elétrons, um corpo fica carregado positivamente, devido ao fato de que há mais cargas elétricas positivas no núcleo.

Eletricidade é a passagem de elétrons em um condutor. Bons condutores são, na grande maioria, da família dos metais: ouro, prata e alumínio, assim como alguns novos materiais, de propriedades físicas alteradas, que conduzem energia com perda mínima, denominados super-condutores. Já, a porcelana, o plástico, o vidro e a borracha são bons isolantes. Isolantes são materiais que não permitem o fluxo da eletricidade.

Alguns conceitos importantes, que dizem respeito à eletricidade, devem ser definidos:

  • Campo elétrico: Efeito produzido por uma carga o qual pode exercer força sobre outras partículas carregadas.
  • Potencial elétrico: Capacidade de um campo elétrico de realizar trabalho. No SI (Sistema Internacional de Unidades), é medido em volt (V).
  • Corrente elétrica: Quantidade de carga que ultrapassa determinada secção em um dado intervalo de tempo. No SI, é medido em ampére (A).
  • Potência elétrica: Quantidade de energia convertida em um dado intervalo de tempo.
  • Carga elétrica: Grandeza proveniente dos níveis sub-atómicos.

Potencial elétrico

A diferença de potencial elétrico entre dois pontos é definida como sendo o trabalho necessário para levar uma carga positiva de um ponto ao outro, dividido pelo valor dessa carga. Se estabelecermos determinado ponto como sendo referencial zero, pode-se dizer que o potencial elétrico de uma carga, em determinado ponto, é igual ao trabalho para levar uma carga positiva do ponto zero até o ponto em questão, dividido pelo valor dessa carga.

Para referenciais isolados, pode-se usar esse ponto de referência no infinito. Quando se tratar da diferença de potencial de uma carga, entre um ponto e o infinito, tratar-se-á do potencial elétrico dessa carga. O potencial é medido em volts (1 volt = joule/coulomb).

O gradiente do potencial elétrico de uma carga relacionado ao seu campo elétrico pode ser escrito da seguinte forma: -\vec\nabla V= \vec E\ </center>

Sendo V o potencial elétrico e  \vec E\ o vetor campo elétrico

Conceituando

Condutores (Corrente elétrica)

Chama-se corrente elétrica o fluxo ordenado de elétrons em uma determinada seção. A corrente contínua tem um fluxo constante, enquanto a corrente alternada tem um fluxo de média zero, ainda que não tenha valor nulo todo o tempo. Esta definição de corrente alternada implica que o fluxo de eléctrons muda de direção continuamente.

O fluxo de cargas eléctricas pode gerar-se em um condutor, mas não existe nos isolantes. Alguns dispositivos elétricos que usam estas características elétricas nos materiais se denominam dispositivos eletrônicos.

A Lei de Ohm descreve a relação entre a intensidade e a tensão em uma corrente elétrica: a diferença de potencial elétrico é diretamente proporcional à intensidade de corrente e à resistência elétrica. A Lei de Ohm é expressa matematicamente assim:

U=R\cdot I

Onde:

  • U = Diferença de potencial elétrico
  • I = Corrente elétrica
  • R = Resistência

A quantidade de corrente, em uma secção dada de um condutor, se define como a carga elétrica que a atravessa em uma unidade de tempo, isto é, Coulomb (C), por segundos (s).

I = \frac{n e}{t}
I = \frac{Q}{t}
I = \frac{C}{s}

(Fonte: Wikipédia)

Veja também:

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