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3) Utilizacao do resistorEm eletronica ele e usado, basicamente, para limitar a corrente eletrica. Os dispositivos eletronicos tais como valvulas e transistores, que estudaremos mais tarde, tem certa corrente de trabalho que deve ser mantida dentro de certos limites, caso contrario estes dispositivos se danificam. O resistor, nesse caso, incumbe-se de manter a corrente no valor adequado.Em eletrotecnica, o resistor e 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 atraves do resistor produz desprendimento de calor.Desde ja, devemos esclarecer que, sempre que a corrente eletrica circula por um corpo qualquer ela provoca desprendimento de calor. Isso acontece porque ha transformacao de energia eletrica em calorifica, devido ao choque das cargas eletricas com a estrutura interna do corpo. A producao, ou melhor, a transformacao de qualquer tipo de energia em calor por atrito ou choque, nao e nenhuma novidade para o leitor. De fato, quando esfregamos uma mao na outra, notamos que elas se aquecem. Isso se da devido ao atrito provocado na epiderme, Houve a transformacao da energia mecanica ( muscular) em calor. Quando se bate um prego com um martelo, observa-se que a cabeca do prego esquenta. Isso acontece devido ao choque entre o martelo e o prego. Aqui tambem houve transformacao de energia mecanica em calor.No resistor ha aquecimento, porque as cargas eletricas em movimento se chocam com a estrutura do corpo e liberam calor. Naturalmente, quanto maior o numero de choques, mais calor se liberta. Mas em eletronica deve ser diminuido, ja que evita-lo completamente e impossivel. E o que acontece com os resistores usados em circuitos de eletronica e mesmo dos condutores utilizados na distribuicao da energia eletrica.c) Diferenca de potencialAte agora temos indicado que a corrente e o movimento das cargas eletricas no interior dos corpos. Ora, o aluno sabe que o movimento so acontece quando se aplica uma forca a um corpo qualquer. Surge entao a pergunta: Por que as cargas eletricas se movem ? A resposta e imediata: Porque a elas e aplicada uma forca.A forca que obriga as cargas eletricas a se movimentarem e chamada de forca eletromotriz. Os dispositivos que possuem forca eletromotriz sao chamados de geradores. Assim, a pilha possui forca eletromotriz, portanto e um gerador.Outros exemplos de geradores sao os dinamos dos automoveis, os alternadores das grandes usinas de forca eletrica, etc. Imagine o leitor uma pilha, embora nao saiba o que ha dentro dela, pode intuir que necessariamente deve existir uma forca eletromotriz, que produz o movimento das cargas eletricas, quando os seus terminais externos, que sao chamados polos, sao unidos atraves de um resistencia.Ora, a forca eletromotriz, alem de movimentar as cargas no circuito externo, no caso a residencia, tem que movimenta-las tambem em seu interior. Como a pilha, da mesma forma, e um corpo com resistencia, uma parte de sua energia e consumida em seu interior; logo, o que resta para o circuito e a forca eletromotriz menos a parcela usada no interior da pilha. Essa diferenca e a chamada diferenca
a de energia.2 - EnergiaQuando dizemos que uma pessoa tem bastante vigor, muita energia, estamos afirmando que ela e capaz de produzir bastante trabalho, isto e, que tem bastante vontade de fazer as coisas, podemos dizer, entao que "energia e a capacidade de produzir trabalho".Note a diferenca entre trabalho e energia. O primeiro, ou seja, o trabalho e um deslocamento produzido por um esforco, ao passo que a energia e simplesmente a possibilidade de fornecer trabalho.Podemos dar inumeros exemplos de energia. Assim, um lago, no alto de uma montanha representa uma energia, pois, ligando-se um cano do lago ate um ponto mais baixo sera possivel movimentar uma roda mecanica e acionar, por exemplo uma turbina ( dispositivo que gera eletricidade). Temos aqui um exemplo de energia hidraulica pois e devido a agua. Uma mola espiral possui energia, porque se a soltarmos, ela sera capaz de impulsionar um corpo que lhe esteja na frente. Temos ai um exemplo de energia mecanica. Uma bala de revolver tambem possui energia porque, se for "picotada" a espoleta, havera queima de polvora, e consequentemente expulsao do chumbo, este e um exemplo de energia quimica.Transformacao e conservacao de energia. Linhas atras, afirmamos que a energia hidraulica de um lago pode movimentar uma turbina e produzir eletricidade. Temos, nesta afirmacao, um exemplo de transformacao de energia, pois ela passou de hidraulica para eletrica. Por outro lado, a energia eletrica pode passar por um aquecedor e produzir calor, neste caso, ha transformacao de energia eletrica em termica, semelhantes a estes, outros casos de transformacao poderiam ser citados.E importante notar, nestes exemplos, que em nenhum caso houve criacao de energia, mas somente transformacao de uma forma de energia em outra. Por outro lado, quando a energia passa de uma forma a outra, ela conserva sua quantidade, isto e, nao ha ganho nem perda de energia. Essa afirmativa e o que se conhece como lei da conservacao da energia.3 - PotenciaTodos temos uma ideia de potencia. Quando dizemos que um carro e potente, imediatamente associamos a isso a ideia de que ele e capaz de partir rapidamente, subir grandes ladeiras com facilidade, atingir grandes velocidades em pouco tempo, etc. Sabemos que um carro de 90 HP (cavalos-forcas) tem mais potencia que outro, de 40 HP, entao qual e o criterio para aferir a potencia ? Em que nos baseamos para poder dizer que uma potencia e diferente de outra ?Suponhamos, entao que existam dois montes de terras iguais, de um metro cubico (volume), e que devam ser elevados a altura de um metro. Admitamos que esse trabalho seja efetuado por dois homens trabalhando com pas iguais. Suponhamos, agora, que um dos trabalhadores levasse o tempo de uma hora para fazer esse trabalho e o outro duas horas. Diriamos entao que o primeiro tem mais potencia que o segundo, para isso baseando-nos nas duas grandezas grifadas, ou seja, trabalho e tempo.Mas, como energia e a capacidade de produzir trabalho, costuma-se definir a potencia levando em conta energia e tempo. Assim, definiremos potencia como a energia que pode ser fornecida em uma unidade de
tempo. Esta e uma definicao geral. Em proxima licao nos deteremos no conceito de potencia eletrica, que e realmente o que interessara, no decorrer do curso.4 - Unidades de medida de energia e potenciaa) Unidade de energia As unidades de energia sao as mesmas que as de trabalho, ja mencionei o quilogrametro, mas existe outra muito usada, que tem o nome de Joule.UNIDADE DE MEDIDA DE ENERGIA = Jb)Unidade de medida de potenciaAs unidades de potencia que mais se empregam em eletricidade sao o WATT e o HP (horse power) ou cavalo-forca. 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 e a potencia capaz de levantar um peso de 102 gramas ate a altura de um metro, no tempo de um segundo.UNIDADE DE MEDIDA DE POTENCIA = WO cavalo-forca e uma unidade introduzida pela fisico ingles James Watt, o mesmo que teve seu nome escolhido para batizar a unidade de medida de potencia eletrica. O HP (cavalo-forca) e bastante utilizada para indicar a potencia dos motores eletricos e tambem dos motores a explosao (motores de automoveis).II - GERADORES DE ELETRICIDADEA eletricidade e umas das mais uteis formas de energia que se conhece, devido a facilidade com que pode ser usada. Antes, porem, ela (eletricidade) deve ser produzida. Os dispositivos que produzem eletricidade sao os chamados geradores, eles nao produzem eletricidade do nada, mas transformam outro tipo de energia em eletrica. Em razao disso, e comum classificar-se os geradores de acordo com o tipo de energia que e transformada em eletrica. Assim, os geradores sao classificados em:1 - Gerador HidraulicoEsse gerador e o mais importante, porque as grandes usinas de eletricidade transformam a enorme energia que se consegue com o represamento da agua, em eletricidade. Na realidade, o gerador nao e hidraulico e sim, eletromagnetico, mas a energia hidraulica e utilizada para acionar o gerador. Na figura abaixo mostramos um esquema simplificado de uma usina de forca, como se observa, existe um represamento em um ponto elevado, um condutor de agua que aumenta ainda mais a diferenca de nivel entre a agua represada e o ponto de utilizacao, um dispositivo que transforma o movimento da agua em movimento de rotacao, chamado de turbina, e finalmente o gerador propriamente dito, acoplado ao eixo da turbina, e facil compreender que a quantidade de energia gerada, ou seja, a potencia eletrica depende da diferenca de nivel e do diametro do duto. Para aproveitar a diferenca de nivel dos grandes rios, costuma-se instalar os geradores nas cachoeiras e, para poder utilizar condutor de grande diametro, escolhe-se rio caudaloso; alem disso, faz-se represamento para regularizar a vazao, para que o volume de agua no duto seja constante, tanto na seca como na cheia.Gerador QuimicoO geradores quimicos sao dispositivos nos quais ocorrem certas reacoes que liberam energia, que e transformada em eletricidade. No grupo dos geradores quimicos, encontramos as conhecidas pilhas e baterias que tem larga aplicacao em eletronica.3 - Geradores TermicosSao dispositivos que transformam o
calor ( energia termica ) em eletricidade. Os geradores termicos tambem sao muito importantes porque em muitos paises, onde nao existe rios aproveitaveis, e usado o calor como fonte de energia. Na realidade, o gerador e semelhante ao usado na usina hidreletrica como mostra a figura abaixo.A diferenca e que o calor produzido pela combustao da lenha, carvao mineral ou petroleo gera vapor, que movimenta a turbina, e esta por sua vez o gerador.4 Gerador FotoeletricoTal tipo de gerador transforma a energia luminosa em eletrica. Essa classe de gerador e bastante empregada em eletronica, principalmente nos satelites artificiais, onde a necessidade de energia constante e um problema serio. Usam-se as chamadas baterias solares, que utilizam a energia luminosa do Sol para produzir eletricidade. Tambem o dispositivo conhecido como celula fotoeletrica, que e utilizada na reproducao dos filmes cinematograficos, em alarmes eletronicos etc., e um gerador fotoeletrico, pois ela liberta energia eletricidade a partir da incidencia de luz.5 - Gerador NuclearEste aproveita a energia atomica, para movimentar o gerador eletrico, como acontece com a energia hidraulica e termica a atomica tem por funcao apenas movimentar a turbina do gerador, conforme esquema abaixo.
a limpeza deve ser diaria e utilizar produtos especificos para limpezas de telas afinal os tablets sao compostos basicamente por telas sensiveis e merecem cuidados especiais; - Computadores, teclados, notebooks e impressoras: ar comprimido para limpa-los e uma boa escolha de produto. Isso vai remover quaisquer indicios de poeira e acumulo de sujeira, e pode ser usado em diversas direcoes, facilitando a limpeza. Recomenda-se a higienizacao pelo menos uma vez por semana; - Telas em geral: recomenda-se a limpeza uma vez por semana, e esta pode ser feita com um pano de microfibra em conjunto com produtos especificos indicados para telas;- Controle remoto: de mao em mao, o acumulo de sujeira cresce rapidamente. Recomenda-se o uso de ar comprimido, produto antiestatico e um pano de microfibra para fazer a limpeza adequada uma vez por semana. 7- Escolha o produto correto Hoje ja existem produtos destinados para cada tipo de equipamento eletronico. Porem, e essencial ficar atento as descricoes de cada produto e equipamento para evitar incompatibilidades e defeitos posteriores. Opte sempre por itens a base de agua e/ou formulacoes especiais com alcoois especificos. O uso de produtos quimicos inadequados pode trazer riscos aos usuarios, principalmente durante a aplicacao dos produtos nos equipamentos energizados, que geram calor natural por estarem ligados as tomadas. Fique ligado!
GERADORESPor ser de uso bastante generalizado na eletronica atual, principalmente devido ao advento dos transistores, que permitiram a construcao de aparelhos eletronicos de baixo consumo de energia, os geradores quimicos, tais como as pilhas e os acumuladores, vao merecer um estudo um pouco mais desenvolvido nesta licao e na posterior, minha intencao com isto, e que o leitor tenha uma nocao bastante clara de como se processa a producao de eletricidade.1 - Pilhas Na sua forma mais elementar, a pilha constitui-se de uma barra de zinco e outra de cobre, chamadas eletrodos, mergulhadas em uma solucao acida, chamada eletrolito. Em consequencia das reacoes quimicas que se processam entre os eletrodos e o eletrolito, a barra de zinco fica com excesso de cargas eletricas e de cobre, com falta de cargas eletricas. Em, virtude disso, quando se liga um circuito externo aos terminais das barras, como uma lampada por exemplo, o excesso de cargas eletricas se desloca para o cobre que tem falta, estabelecendo-se, como sabemos, a corrente eletrica (movimento das cargas), ate que haja o equilibrio de cargas nas duas barras, situacao em que se diz que a pilha esta descarregada.Acima representamos como e a pilha do tipo liquido, a pilha umida. Isso torna incomodo e manuseio de tal gerador, Para contornar estes inconvenientes, foi criada por Leclanche ( fisico frances ) a pilha seca, que sera apresentada na proxima licao. Uma questao que logo surge em nosso espirito e saber: qual o valor dessa forca eletromotriz e de que depende ela ?Os fisicos estudaram o assunto concluiram que a forca eletromotriz da pilha depende somente da natureza das substancias que entram em sua formacao e nao depende das dimensoes dos eletrodos. As pilhas secas, tao conhecidas do leitor, pois sao largamentos utilizadas na utilizacao de lanternas e radios portateis, proporcionam uma tensao de cerca de 1,5V, independentemente de seu tamanho fisico, tanto a pilha de relogio de pulso, como a pequena e a media e ate mesmo a grande tem a mesma forca eletromotriz, do tamanho das pilhas depende o tamanho dos eletrodos, consequentemente, quanto maior mais capacidade ela tera, por capacidade de uma pilha entendemos a corrente que ela e capaz de fornecer durante um periodo de tempo, iniciando-se o fornecimento com a pilha carregada (nova) e terminando quando ela estiver esgotada (descarregada).A capacidade e avaliada em amperes-hora. Assim, se uma pilha pode fornecer corrente de um ampere durante uma hora, ela tera capacidade de um ampere-hora. Se outra pilha de dimensoes maiores puder fornecer 0,5A (meio-ampere ), durante 26 horas, ela tera capacidade de 13 amperes.Quanto maior for a dimensao dos eletrodos, maior sera a capacidade. Assim, uma pilha pequena, conhecida como lapiseira, dessas usadas em radios portateis, e outra grande tem mesma forca eletromotriz mas esta ultima capacidade algumas vezes superior a primeira.Finalmente devemos acrescentar que a duracao de uma pilha varia de acordo com o modo como ela e utilizada. Assim, se uma pilha for usada intermitentemente e com consumo de corrente moderado, ela tera duracao muito maior do que se o consumo for continuo e maior.
Isto quer dizer que, embora a pilha seja a mesma no primeiro caso ela tera maior capacidade que no segundo, pois se multiplicarmos a corrente pelo tempo nos dois casos, iremos verificar que no primeiro o produto e maior, o que evidencia que a capacidade depende do modo como a pilha e usada.2 - Resistencia interna da pilha Todo gerador, e em particular a pilha, oferece internamente uma dificuldade a passagem das cargas eletricas. Essa dificuldade e chamada de resistencia interna. Desse modo, a representacao esquematica de uma pilha seria o que mostramos abaixo, onde aparecem dois tracos, que representam a forca eletromotriz, e um retangulo, que simboliza a resistencia interna Ri. Quando a pilha esta nova, a resistencia interna e baixa e a corrente que se pode retirar da pilha tem um determinado valor maximo. Entretanto, quando a pilha e usada, sua resistencia interna aumenta devido ao desgaste dos eletrodos e tambem das reacoes que se processam em seu interior, acarretando uma determinada dissipacao de energia na propria resistencia interna e diminuindo o valor da corrente que ela pode fornecer.Quando a resistencia interna tem um valor muito elevado, a corrente que a pilha pode fornecer e praticamente nula, dizemos entao que a pilha esta descarregada.3 - Forca eletromotriz e diferenca de potencial de um geradorDa representacao esquematica de uma pilha real que fizemos acima, e das explicacoes que fornecemos nas linhas anteriores, podemos tirar uma conclusao importante, que e a de que nos terminais de utilizacao da pilha nao recolhemos toda a forca eletromotriz gerada quimicamente mas um valor menor dado pela diferenca entre a forca eletromotriz e a queda na resistencia interna. Essa diferenca e o que se chama de tensao ou diferenca de potencial.Assim, qualquer que seja o tipo de gerador, em seus terminais externos recolhe-se somente a diferenca de potencial ou tensao e nunca a forca eletromotriz. Em muitos casos, a resistencia interna e tao pequena que pode ser desprezada e, nestas circunstancias, a forca eletromotriz e praticamente igual a diferenca de potencial e, por tal motivo, geralmente se emprega o termo forca eletromotriz para as fontes que convertem a energia eletrica a partir da mecanica, quimica, etc.4 - AcumuladoresOs acumuladores sao dispositivos chamados de pilha de segunda especie, porque, na realidade, nao se trata de um gerador no sentido que demos a esse termo, ou seja, transformar um tipo distinto de energia, em eletrica. O que o acumulador faz e armazenar cargas eletricas que lhe sao comunicadas por outro gerador, a constituicao interna do acumulador sera apresentada em proxima licao, por hora, podemos adiantar que, apos construido o acumulador, ele nao esta pronto para funcionar, como acontece com as pilhas, pois nao existe tensao alguma em seus terminais. Entretanto fazendo-se passar corrente continua atraves de seus eletrodos o acumulador vai pouco a pouco adquirindo a diferenca de potencial. Essa operacao se chama carga do acumulador.Uma vez completada a carga, o acumulador fica com toda sua forca eletromotriz com o valor maximo e esta pronto para ser usado.A vantagem do acumulador e que as reacoes quimicas que se
processam em seu interior sao reversiveis, o que nao acontece com as pilhas. Assim, apos esgotamento das cargas do acumulador, elas podem ser repostas, voltando o acumulador a sua condicao de carregado.Os acumuladores sao bastante empregados em Eletronica, pois alimentam os receptores de radio de automoveis, a forca eletromotriz do acumulador depende, como no caso das pilhas, exclusivamente das pilhas, exclusivamente dos eletrodos e do eletrolito, e nunca de suas dimensoes, destas ultimas dependera sua capacidade de corrente. CORRENTE ELETRICAEm licao passada, vimos que o movimento das cargas eletricas constitui o que se chama de corrente eletrica. Na pratica, o que realmente interessa e esse movimento, pois, como ja afirmamos, a carga eletrica parada nao produz os efeitos que desejamos e que tornam tao util a eletricidade, tais como a producao de ondas de radio, etc.1 - Tipos de CorrenteA eletricidade em movimento, como vimos, sob muitos aspectos comporta-se como a agua em movimento. Isto e muito bom, porque permite que expliquemos certos fenomenos aparentemente complicados da eletricidade, comparando-os com os tao conhecidos movimentos da corrente de agua atraves da canalizacao. Para que a agua seja util, ela nao deve permanecer parada no cano, o mesmo acontecendo com as cargas eletricas. Como o movimento da agua pode ser o mais variado possivel, o mesmo acontecera com o das cargas eletricas. Em vista disso, podemos classificar a corrente eletrica em funcao do tipo de movimento que as cargas efetuam. De todos os movimentos possiveis, dois sao os mais importantes: o continuo e o alternado, resultando dai os dois tipos principais de corrente eletrica, que sao: corrente continua e corrente alternada.Corrente ContinuaChama-se de corrente continua o movimento das cargas eletricas em um so sentido, Esse movimento pode ser comparado ao da agua no interior de uma canalizacao, ao curso de um rio etc. Nos dois exemplos citados, o leitor sabe que o movimento se faz sempre em um so sentido que e do ponto mais alto para o mais baixo. Em linguagem tecnica diriamos que o movimento se da de um potencial mais alto para um mais baixo. Isso que afirmamos esta ilustrado na figura abaixo, onde aparecem duas caixas d`agua em niveis diferentes, ligadas entre si por um cano que contem um registro. Quando se abre o registro, a agua se move da caixa de cima para a de baixo, e somente nesse sentido.Uma situacao semelhante mas agora eletrica, e a que mostramos na figura abaixo, o leitor identifica uma pilha, que e um gerador de eletricidade, um fio, que e um condutor de eletricidade e um interruptor, que e um dispositivo que serve para interromper o movimento das cargas eletricas. O leitor ja sabe que o arranjo desses tres componentes chama-se circuito eletrico. Pois bem, ligando-se o interruptor, as cargas eletricas passarao a mover-se do polo negativo da pilha, para o positivo ( sentido real ) e somente neste sentido. Diremos entao que a corrente eletrica da pilha e continua. Devemos sempre ter em mente que essa classificacao se refere ao sentido do movimento das cargas, portanto, nas pilhas o sentido do