CURSO DE ELETRÔNICA BÁSICA, RÁDIO E TV 2ª AULA
Autor: CARLOS EDUARDO NASCIMENTO CARDOSO | Publicado: 2017-02-24T13:00:00-08:00



3) Utilização do resistor

Em eletrônica ele é usado, basicamente, para limitar a corrente elétrica. Os dispositivos eletrônicos tais como válvulas e transistores, que estudaremos mais tarde, tem certa corrente de trabalho que deve ser mantida dentro de certos limites, caso contrário estes dispositivos se danificam. O resistor, nesse caso, incumbe-se de manter a corrente no valor adequado.



Em eletrotécnica, o resistor é usado para produzir calor. De fato, o aluno por certo conhece o ferro de soldar ou de passar roupa, em que a passagem de corrente através do resistor produz desprendimento de calor.

Desde já, devemos esclarecer que, sempre que a corrente elétrica circula por um corpo qualquer ela provoca desprendimento de calor. Isso acontece porque há transformação de energia elétrica em calorífica, devido ao choque das cargas elétricas com a estrutura interna do corpo. A produção, ou melhor, a transformação &nbsp;de qualquer tipo de energia &nbsp;em calor por atrito ou choque, não é nenhuma novidade para o leitor. De fato, quando esfregamos uma mão na outra, notamos que elas se aquecem. Isso se dá devido ao atrito provocado na epiderme, Houve a transformação da energia mecânica ( muscular) em calor.


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Quando se bate um prego com um martelo, observa-se que a cabeça do prego esquenta. Isso acontece devido ao choque entre o martelo e o prego. Aqui também houve transformação de energia mecânica em calor.

No resistor há aquecimento, porque as cargas elétricas em movimento se chocam com a estrutura do corpo e liberam calor. Naturalmente, quanto maior o número de choques, mais calor se liberta. Mas em eletrônica deve ser diminuído, já que evitá-lo completamente é impossível. É o que acontece com os resistores usados em circuitos de eletrônica e mesmo dos condutores utilizados na distribuição da energia elétrica.


c) Diferença de potencial


Até agora temos indicado que a corrente é o movimento das cargas elétricas no interior dos corpos. Ora, o aluno sabe que o movimento só acontece quando se aplica uma força a um corpo qualquer. Surge então a pergunta: Por que as cargas elétricas se movem ? A resposta é imediata: Porque a elas é aplicada uma força.



A força que obriga as cargas elétricas a se movimentarem é chamada de força eletromotriz. Os dispositivos que possuem força eletromotriz são chamados de geradores. Assim, a pilha possui força eletromotriz, portanto é um gerador.









Outros exemplos de geradores são os dínamos dos automóveis, os alternadores das grandes usinas de força elétrica, etc. Imagine o leitor uma pilha, embora não saiba o que há dentro dela, pode intuir que necessariamente deve existir uma força eletromotriz, que produz o movimento das cargas elétricas, quando os seus terminais externos, que são chamados pólos, são unidos através de um resistência.



Ora, a força eletromotriz, além de movimentar as cargas no circuito externo, no caso a residência, tem que movimentá-las também em seu interior. Como a pilha, da mesma forma, é um corpo com resistência, uma parte de sua energia é consumida em seu interior; logo, o que resta para o circuito é a força eletromotriz menos a parcela usada no interior da pilha. Essa diferença é a chamada diferença de potencial&nbsp;ou diferença de tensão elétrica.

A diferença de potencial é a terceira grandeza elétrica fundamental da eletricidade. Do exposto resulta que, toda vez que uma resistência é ligada a uma fonte de energia elétrica (gerador), ela fica submetida a uma diferença de potencial, que obriga as cargas elétricas a se movimentarem, criando assim a corrente elétrica.





1)Unidade de medida da diferença de potencial

A unidade de medida da diferença de potencial, diferença de tensão ou simplesmente VOLT e é representada pela letra V.

UNIDADE DE MEDIDA DE DIFERENÇA DE POTENCIAL = V

Essa unidade admite múltiplos e submúltiplos, como veremos mais tarde, esse termo, é familiar ao leitor, pois as empresas de distribuição de energia elétrica utilizam-no para indicar a tensão das redes de distribuição de luz e força das cidades. Assim, é comum indicar 110V ou 220V. Mas uma observação: nunca diga que a corrente elétrica de sua residência é 110 volts, pois isto está errado. Diga, isto sim, que a tensão elétrica é de 110 volts.



Esta primeira noção sobre força eletromotriz e diferença de potencial, que acabamos de ver, tem por finalidade dar condições para podermos definir corretamente a unidade de medida de resistência que, como afirmamos, é o OHM.



"OHM é a resistência elétrica de um condutor que, submetido a diferença de potencial de um volt, é percorrido pela corrente de um ampére. Observe desde já a dependência entre o volt e o ampére, pois essa dependência permitirá enunciar a lei mais importante da eletricidade, conhecida como Lei de Ohm, que merecerá um capítulo especial em nosso curso.





POTÊNCIA ELÉTRICA - GERADORES&nbsp;



I - POTÊNCIA ELÉTRICA



Pelo que expusemos até agora, já tomamos contato com as grandezas fundamentais da eletricidade, que são a corrente, a tensão e a resistência. Sabemos que são importantíssimas. Entretanto, quando formos comprar uma lâmpada ou um motor elétrico, por exemplo, o vendedor nos perguntará sobre a tensão sobre a tensão e a potência desejadas. É a respeito de potência nos entenderemos agora. Para tanto, vamos começar com os conceitos de energia e trabalho.



1 - Trabalho

Todos nós temos uma noção intuitiva de trabalho. Sabemos, por exemplo, que para realizar algum trabalho é necessário que apliquemos algum esforço. Quando transportamos um saco de café de um ponto a outro, estamos efetuando trabalho. Entretanto, se tentarmos transportar um peso além de nossas forças, não o conseguiremos, ou seja, estaremos aplicando nosso esforço, mas não faremos com que o peso mude de posição.



Neste caso, não efetuaremos nenhum trabalho, para se ter trabalho não basta que exista esforço (força); é necessário também que haja mudança de posição (deslocamento) do corpo sobre o qual age o esforço. Podemos, então, definir o trabalho como " o produto de uma força pelo deslocamento que ela produz".



Medindo-se a força em quilogramas e o deslocamento em metros, resulta que a unidade de medida do trabalho é o quilogrâmetro. Assim, um peso de um quilogrâmetro, caindo da altura de um metro, efetua &nbsp;o trabalho de quilogrâmetro que se simboliza por kgm. Se ele cair de dois, três., metros, efetuará trabalho de dois, três etc., quilogrâmetros. Da noção de trabalho, podemos passar à de energia.


2 - Energia


Quando dizemos que uma pessoa tem bastante vigor, muita energia, estamos afirmando que ela é capaz de produzir bastante trabalho, isto é, que tem bastante vontade de fazer as coisas, podemos dizer, então que "energia é a capacidade de produzir trabalho".

Note a diferença entre trabalho e energia. O primeiro, ou seja, o trabalho é um deslocamento produzido por um esforço, ao passo que a energia é simplesmente a possibilidade de fornecer trabalho.

Podemos dar inúmeros exemplos de energia. Assim, um lago, no alto de uma montanha representa uma energia, pois, ligando-se um cano do lago até um ponto mais baixo será possível movimentar uma roda mecânica e acionar, por exemplo uma turbina ( dispositivo que gera eletricidade). Temos aqui um exemplo de energia hidráulica pois é devido a água. Uma mola espiral possui energia, porque se a soltarmos, ela será capaz de impulsionar um corpo que lhe esteja na frente. Temos ai um exemplo de energia mecânica. Uma bala de revólver também &nbsp;possui energia porque, se for "picotada" a espoleta, haverá queima de pólvora, e consequentemente expulsão do chumbo, este é um exemplo de energia química.

Transformação e conservação de energia.&nbsp;Linhas atrás, afirmamos que a energia hidráulica de um lago pode movimentar uma turbina e produzir eletricidade. Temos, nesta afirmação, um exemplo de transformação de energia, pois ela passou de hidráulica para elétrica. Por outro lado, a energia elétrica pode passar por um aquecedor e produzir calor, neste caso, há transformação de energia elétrica em térmica, semelhantes a estes, outros casos de transformação poderiam ser citados.

É importante notar, nestes exemplos, que em nenhum caso houve criação de energia, mas somente transformação&nbsp;de uma forma de energia em outra. Por outro lado, quando a energia passa de uma forma a outra, ela conserva sua quantidade, isto é, não há ganho nem perda de energia. Essa afirmativa é o que se conhece como lei da conservação da energia.

3 - Potência


Todos temos uma ideia de potência. Quando dizemos que um carro é potente, imediatamente associamos a isso a ideia de que ele é capaz de partir rapidamente, subir grandes ladeiras com facilidade, atingir grandes velocidades em pouco tempo, etc. Sabemos que um carro de 90 HP (cavalos-forças) tem mais potência que outro, de 40 HP, então qual é o critério para aferir a potência ? Em que nos baseamos para poder dizer que uma potência é diferente de outra ?



Suponhamos, então que existam dois montes de terras iguais, de um metro cúbico (volume), e que devam ser elevados a altura de um metro. Admitamos que esse trabalho&nbsp;seja efetuado por dois homens trabalhando com pás iguais. Suponhamos, agora, que um dos trabalhadores levasse o tempo de uma hora para fazer esse trabalho e o outro duas horas. Diríamos então que o primeiro tem mais potência que o segundo, para isso baseando-nos nas duas grandezas grifadas, ou seja, trabalho e tempo.



Mas, como energia é a capacidade de produzir trabalho, costuma-se definir a potência levando em conta energia e tempo. Assim, definiremos potência como a energia que pode ser fornecida em uma unidade de tempo. Esta é uma definição geral. Em próxima lição nos deteremos &nbsp;no conceito de potência elétrica, que é realmente o que interessará, no decorrer do curso.



4 - Unidades de medida de energia e potência

a) Unidade de energia

 

As unidades de energia são as mesmas que as de trabalho, já mencionei o quilôgrâmetro, mas existe outra muito usada, que tem o nome de Joule.


UNIDADE DE MEDIDA DE ENERGIA = J

b)Unidade de medida de potência

As unidades de potência que mais se empregam em eletricidade são o WATT e o HP (horse power) ou cavalo-força. O "watt" corresponde ao trabalho (ou energia) de uma joule efetuado no tempo de um segundo. Para se ter uma ideia mais clara do que representa, mecanicamente, o watt, diremos que é a potência capaz de levantar um peso de 102 gramas até a altura de um metro, no tempo de um segundo.



UNIDADE DE MEDIDA DE POTÊNCIA = W

O cavalo-força é uma unidade introduzida pela físico inglês James Watt, o mesmo que teve seu nome escolhido para batizar a unidade de medida de potência elétrica. O HP (cavalo-força) é bastante utilizada para indicar a potência dos motores elétricos e também dos motores a explosão (motores de automóveis).










II - GERADORES DE ELETRICIDADE




A eletricidade é umas das mais úteis formas de energia que se conhece, devido à facilidade com que pode ser usada. Antes, porém, ela (eletricidade) deve ser produzida. Os dispositivos que produzem eletricidade são os chamados geradores, eles não produzem eletricidade do nada, mas transformam outro tipo de energia em elétrica. Em razão disso, é comum classificar-se os geradores de acordo com o tipo de energia que é transformada em elétrica. Assim, os geradores são classificados em:



1 - Gerador Hidráulico

Esse gerador é o mais importante, porque as grandes usinas de eletricidade transformam a enorme energia que se consegue com o represamento da água, em eletricidade. Na realidade, o gerador não é hidráulico e sim, eletromagnético, mas a energia hidráulica é utilizada para acionar o gerador. Na figura abaixo mostramos um esquema simplificado de uma usina de força, como se observa, existe um represamento em um ponto elevado, um condutor de água que aumenta ainda mais a diferença de nível entre a água represada e o ponto de utilização, um dispositivo que transforma o movimento da água em movimento de rotação, chamado de turbina, e finalmente o gerador propriamente dito, acoplado ao eixo da turbina, é fácil compreender que a quantidade de energia gerada, ou seja, a potência elétrica depende da diferença de nível e do diâmetro do duto. Para aproveitar a diferença de nível dos grandes rios, costuma-se instalar os geradores nas cachoeiras e, para poder utilizar condutor de grande diâmetro, escolhe-se rio caudaloso; além disso, faz-se represamento para regularizar a vazão, para que o volume de água no duto seja constante, tanto na seca como na cheia.







Gerador Químico


O geradores químicos são dispositivos nos quais ocorrem certas reações que liberam energia, que é transformada em eletricidade. No grupo dos geradores químicos, encontramos as conhecidas pilhas e baterias que tem larga aplicação em eletrônica.












3 - Geradores Térmicos

São dispositivos que transformam o calor ( energia térmica ) em eletricidade. Os geradores térmicos também são muito importantes porque em muitos países, onde não existe rios aproveitáveis, é usado o calor como fonte de energia. Na realidade, o gerador é semelhante ao usado na usina hidrelétrica como mostra a figura abaixo.






A diferença é que o calor produzido pela combustão da lenha, carvão mineral ou petróleo gera vapor, que movimenta a turbina, e esta por sua vez o gerador.


4 Gerador Fotoelétrico


Tal tipo de gerador transforma a energia luminosa em elétrica. Essa classe de gerador é bastante empregada em eletrônica, principalmente nos satélites artificiais, onde a necessidade de energia constante é um problema sério. Usam-se as chamadas baterias solares, que utilizam a energia luminosa do Sol para produzir eletricidade. Também o dispositivo conhecido como célula fotoelétrica, que é utilizada na reprodução dos filmes cinematográficos, em alarmes eletrônicos etc., é um gerador fotoelétrico, pois ela liberta energia eletricidade a partir da incidência de luz.











5 - Gerador Nuclear

Este aproveita a energia atômica, para movimentar o gerador elétrico, como acontece com a energia hidráulica e térmica a atômica tem por função apenas movimentar a turbina do gerador, conforme esquema abaixo.