O que é eletricidade?

O que é eletricidade?
 

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O que é eletricidade?
Eletricidade é o movimento dos elétrons em excesso: eles podem fluir como corrente nos fios ou líquidos condutores, fazendo as lâmpadas acenderem e os motores funcionarem; ou podem ficar acumulados como eletricidade estática. Quando a carga é grande o suficiente, ela “pula”, como no choque da maçaneta da porta ou no raio durante uma tempestade.

Quais são a força e a velocidade da eletricidade?
A energia elétrica flui com a velocidade da luz, ou seja, quase 300.000 km/s. A lâmpada necessita de um pouco mais de tempo ao ser ligada, pois a corrente primeiro precisa incandescer seu filamento. A tensão elétrica que sai da tomada tem 110 V ou 220 V, uma fagulha estática pode ter uma potência de até 3.000 V, um raio chega a 3 milhões de volts.

Por que existem corrente contínua e corrente alternada?
As baterias inventadas em 1776 enviam os elétrons em apenas uma direção e produzem corrente contínua. Apenas em 1831 surgiu a teoria a partir da qual a rotação de um eixo em um campo magnético também põe elétrons em movimento. O fluxo da corrente muda a cada meia-volta sua direção, originando a corrente alternada.

Por que a corrente que sai da tomada é a alternada?
Quando Thomas Edison construiu em 1881 a primeira usina elétrica, ele fornecia corrente contínua a seus clientes. Mas a procura era muito grande, o que exigia que os cabos fossem sempre mais grossos. Também em termos de transporte para distâncias muito grandes a corrente contínua mostrou-se mais adequada. Em 1893, seu concorrente, Westinghouse, conquistou o mercado norte-americano e o mundial com novos geradores de corrente alternada.

Por que existem tomadas largas e estreitas?
Cada tomada, em qualquer lugar do mundo, tem pelo menos dois pólos – seja de corrente contínua ou alternada. Os dois fios formam o circuito elétrico, que é fechado ao se ligar a lâmpada, a torradeira ou o computador. Para isso, basta uma tomada simples. A tomada larga tem sempre um terceiro pólo, que serve como proteção e desvia a tensão da corrente em aparelhos defeituosos com segurança para a terra.

Quais as fontes de energia mais potentes?
Na transformação em energia elétrica, a eficiência energética mede quanto da energia química, mecânica ou térmica inserida é utilizável, de acordo com o processo e a máquina. Típicos valores de eficiência energética são: hidrelétrica, 80-90%; aerogerador, até 85%; usina de gás natural, 55-60%; usina de carvão, 25-45%; reator nuclear de água leve, 33%; célula combustível, 20-70%; célula solar, 5-29%.

Pode-se realmente consumir energia?
Não, nem corrente nem energia pode ser consumida. Na corrente alternada, os elétrons oscilam de um lado para o outro na rede. O que realmente flui é a energia elétrica. E ela não é consumida, mas transformada em outras formas de energia: térmica (lâmpada incandescente, torradeira), mecânica (motor) ou química (carga da bateria).

O que se esconde por trás de unidades de medida como ampere e volt?
Volt (V) define a tensão com a qual a usina coloca a corrente à disposição, ou seja, com que os elétrons pressionam o cabo. Uma tensão muito alta pode destruir aparelhos. O ampere (A) é a potência da corrente – quantos elétrons em determinado tempo passam pela rede. Caso seja muito baixa, a lâmpada não acende e o motor não funciona.

Por que o relógio mede quilowatts-hora? (kWh)
A potência da corrente (ampere) e a tensão (volt) são colocadas à disposição pela usina sempre na mesma compatibilidade. O consumidor precisa pagar o trabalho da corrente para ser transformada em outras formas de energia. O quilowatt-hora (kWh) é o produto entre a potência da corrente, a tensão e o tempo.

Por que alguém da Bahia não pode usar seu secador de cabelos no Rio de Janeiro?
As tomadas da Bahia são 220 V, enquanto as cariocas, 110 V. O secador baiano foi feito para tensões mais altas – no Rio de Janeiro ele recebe apenas 1/4 da potência, e funciona mais lentamente. Já um secador carioca na Bahia entra em contato com uma potência 4 vezes maior, e acaba queimando. Os aparelhos que admitem bivoltagem têm uma chave seletora que permite alternar a tensão.

Por que os cabelos arrepiam depois de pentear?
Borracha e plástico atraem elétrons. Durante o ato de pentear-se, os cabelos perdem elétrons e adquirem uma carga positiva (carga eletrostática). Como cargas de mesmo sinal se repelem, os fios de cabelo procuram então manter a maior distância possível uns dos outros, ficando em pé.

Por que a corrente flui na água?
Nos eletrólitos – água e outros líquidos contendo sais diluídos – não são os elétrons, e sim os íons os responsáveis pela condutividade elétrica. Essas moléculas de sais têm falta ou excesso de elétrons e por isso movem-se em direção a pólos elétricos. Só a água destilada é livre de sais.

É possível fazer um computador funcionar com uma bicicleta ergométrica?
Os músculos humanos que produzem corrente a partir de um dínamo têm uma eficiência energética de cerca de 37%. Para cada 1 kWh pedala-se umas dez horas. O computador médio, incluindo-se o monitor, pode consumir até 500 W por hora, ou seja, 0,5 kWh ou cinco horas de pedalada.

Por que as vítimas de raios são atiradas longe?
Quando uma forte corrente passa pelo corpo, os músculos contraem-se e podem repelir com muita força uma pessoa do chão ou da parede. Geralmente, a corrente entra pelos braços e sai pelas pernas, onde localizam-se os maiores músculos, que podem lançar um ser humano pelo ar.

Por que uma descarga elétrica pode matar?
É importante ter uma corrente elétrica fraca dentro do corpo. As células do cérebro e dos músculos trocam sinais com a sua ajuda. Mas uma corrente alternada forte, como a da tomada, passa pelo corpo provocando uma fibrilação ventricular no coração, o que é fatal quando a musculatura dos braços fica retesada e não larga o fio. Além disso, um choque elétrico de alta-tensão ou de um raio queima tecidos do corpo.

Quais foram as primeiras invenções surgidas com a eletricidade?
O primeiro condensador para armazenagem de carga, a garrafa de Leida, foi criada em 1745. Sete anos depois, Benjamin Franklin montava o primeiro pára-raios, e em 1776 Alessandro Volta criava a primeira bateria. Em 1810, Humphry Davy mostrava a primeira lâmpada de arco voltaico simples; em 1820 surgiu o eletromagneto de André-Marie Ampère. Em 1833 Carl Friedrich Gauss e Wilhelm Weber testavam o primeiro telégrafo; Werner von Siemens, em 1866, testava o primeiro dínamo e, por volta de 1870, a primeira lâmpada incandescente foi desenvolvida por Thomas Edison e outros. A primeira célula solar deve datar de 1883.

De onde vêm os termos em torno da corrente elétrica?
A palavra eletricidade é derivada do grego elektron, “âmbar”, substância capaz de armazenar uma carga estática. Da mesma língua originam-se “energia”, de érgon, “fazer efeito”; “estático”, de statós, “ficar parado”; e “dínamo”, de d’ynamis, “força”. O termo “bateria” tem sua raiz na palavra latina para “bater”, numa analogia da bateria como unidade de combate militar com células interligadas produtoras de corrente. Grandezas como watt, ampere, volt, ohm, hertz, tesla, coulomb e outras são batizadas com o nome de seus descobridores e inventores.

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