Pesquisa: a Pilha de Volta

Alessandro Volta foi um físico italiano nascido em 1745. Quando era criança a sua família achava que ele tinha um retardamento mental pois só ter conseguido falar aos quatro anos. Ele estava, no entanto, longe disso. Por volta de 1800, Alessandro Volta torna-se conhecido como o o inventor da primeira pilha elétrica.

A pilha de Volta é formada por discos intercalados de dois metais diferentes. Juntando duas lâminas separadas por flanela humedecida numa solução ácida, o físico descobriu que era produzida corrente elétrica. A montagem era realizada várias vezes até se formar um monte que se conseguisse sustentar, e no fim as extremidades da pilha eram ligadas através de um fio condutor externo.

O dispositivo recebeu o nome de pilha por ser um monte empilhado de metal e flanela.

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Bons e Maus Condutores Elétricos

Como já sabemos, um material ser bom ou mau condutor elétrico depende da resistência que ele oferece à passagem da corrente.

Os que oferecem menos resistência são chamados materiais condutores, e os que oferecem mais são chamados materiais isolantes. São ambos de extrema importância e muitas vezes trabalham em conjunto. Nos fios elétricos, por exemplo. O material condutor está sempre envolvido em borracha ou plástico para que nós os possamos manejar sem perigo.

fio de cobre envolvido em borracha

Exemplos de condutores são os metais, a grafite e as soluções aquosas. Eles permitem a passagem de corrente elétrica devido às partículas com carga elétrica (eletrões, protões e iões) livres. No caso dos metais, essas partículas são os eletrões de valência, e nas soluções iónicas são os iões.

Exemplos de isoladores são a borracha, madeira, cortiça, vidro e plástico.

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A Lei de Ohm

Como já sabemos, a resistência elétrica é a oposição que certo material oferece à passagem de corrente elétrica. A Lei de Ohm foi designada pelo físico alemão Georg Simon Ohm. Ele determinou que, sendo um condutor mantido a uma temperatura constante, a diferença de potencial é proporcional à intensidade de corrente. Ele chamou a essa proporcionalidade resistência. Os condutores onde isso acontece são designados por condutores ohmicos, e os outros por condutores não ohmicos.

Nos condutores ohmicos,a resistência mantém-se constante, não importa o circuito em que estejam inseridos.

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Diferença de Potencial, Intensidade e Resistência

A diferença de potencial, geralmente abreviada para d.d.p.,  relaciona-se com a energia que o gerador transfere para as cargas eléctricas que vão percorrer o circuito. É medida utilizando um voltímetro, que deve ser instalado no circuito em paralelo. Se tivermos uma associação de duas pilhas, cada uma com 2V, então a d.d.p será a sua soma (4V).

Quando um circuito está aberto, a d.d.p. é 0. Num sistema em série, a d.d.p. é igual à soma da d.d.p. nos terminais de cada uma das lâmpadas. Num circuito em paralelo, a d.d.p. mantém-se em cada uma delas.

medição da d.d.p. de uma pilha

A intensidade da corrente relaciona-se com o número de eletrões que passa numa secção do circuito por determinada unidade de tempo. Quantos mais passarem, maior é a intensidade. Ela é medida através de um aparelho chamado amperímetro, que é instalado em série no circuito.

Num circuito em série, a intensidade mantém-se nos terminais de cada uma das lâmpadas. Num sistema em paralelo, a intensidade é igual à soma da intensidade em cada uma delas.

medição da intensidade num circuito elétrico

A resistência elétrica relaciona-se com a oposição que os condutores oferecem à passagem de corrente elétrica. Se há uma grande resistência então o material é um mau condutor elétrico. Por outro lado, se há pouca resistência o material é bom. A resistência é medida utilizando um ohmímetro, ou utilizando a seguinte fórmula: R = U:I. A resistência do condutor depende do comprimento, espessura e material de que são feitos. (Ver também: a Lei de Ohm; bons e maus condutores elétricos)

multímetro, um aparelho que consegue medir a d.d.p., a intensidade e a resistência

Resumindo,

• Diferença de potencial:
  -Símbolo: U ou V
  -Unidade SI de medida: Volt (V)
  -Mede-se com: Voltímetros (instalados em paralelo)
  -Nos recetores instalados em série: U_{ramo principal =} U₁ + U₂ + U3 + ...
  -Nos recetores instalados em paralelo: U₁ = U₂ = U₃ = ...
  
• Intensidade da corrente:
  -Símbolo: I
  -Unidade SI de medida: Ampere (A)
  -Mede-se com: Amperímetros (instalados em serie)
  -Nos recetores instalados em série: I₁ = I₂ = I₃ = ...
  -Nos recetores instalados em paralelo: I_{ramo principal =} I₁ + I₂ + I3 + ...
• Resistência Elétrica:
  -Símbolo: I
  -Unidade SI de medida: Ohm (Ω)
  -Mede-se com: Ohmímetros
  -Maior resistência = pior condutor elétrico
  -Menor resistência = melhor condutor elétrico

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A Corrente Elétrica Contínua e Alternada

Como já vimos antes, a corrente elétrica é o movimento orientado de partículas com carga elétrica. Para ser usada num circuito é necessário uma fonte - a pilha - que obriga as partículas a moverem-se sempre no mesmo sentido.

Nas pilhas, nas associações de pilhas e nas baterias, os polos positivo e negativo não mudam, logo o movimento das partículas com carga elétrica também não. Chama-se a isso corrente contínua (DC).

Convencionou-se que o sentido da corrente era do polo positivo para o negativo (o sentido convencional) mas a verdade é que é ao contrário (sentido real).

Outras fontes de energia elétrica produzem corrente elétrica que muda periodicamente de sentido, pois o movimento das partículas ou corpusculos com carga elétrica ora se dá num sentido ora no outro. A essa corrente chama-se corrente alternada (DC). 50 Hz é a frequência da nossa corrente elétrica, porque vai e vem 50 vezes por segundo.

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