Compreendendo o fluxo de corrente elétrica em circuitos
Para a maioria das pessoas, a eletricidade é uma força misteriosa que de alguma forma aparece magicamente quando acionamos um interruptor de luz ou conectamos um eletrodoméstico. No entanto, embora a ciência por trás do fluxo de eletricidade seja muito complexa, os fundamentos do fluxo elétrico, ou corrente, são fáceis de entender se você aprender alguns termos e funções importantes. Também ajuda a comparar o fluxo de eletricidade pelos fios com o fluxo de água pelos encanamentos. Embora a analogia não seja perfeita, muitas características do fluxo elétrico em fios de circuito são semelhantes ao fluxo de água em um sistema de encanamento.
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Movendo elétrons
O que chamamos de corrente elétrica ocorre no nível das partículas entre os átomos de um material condutor - em um circuito doméstico, isto é, a fiação de cobre. Em cada átomo, há três tipos de partículas: nêutrons, prótons (que carregam uma carga eletromagnética positiva) e elétrons (que carregam uma carga negativa). A partícula importante aqui é o elétron, pois ele tem a característica única de ser capaz de se separar de seu átomo e se mover para um átomo adjacente. Esse fluxo de elétrons é o que cria a corrente elétrica - o salto de elétrons carregados negativamente de um átomo para outro.
Como funcionam os geradores
O que coloca os elétrons em movimento? A física é complicada, mas, em essência, o fluxo elétrico nos fios do circuito é possibilitado por um gerador utilitário (uma turbina movida a vento, água, um reator atômico ou queima de combustíveis fósseis). Em 1931, Michael Faraday descobriu que cargas elétricas foram criadas quando um material que conduz eletricidade (fio de metal) é movido dentro de um campo magnético. Este é o principal pelo qual os geradores modernos funcionam: as turbinas - sejam alimentadas pela queda de água ou pelo vapor criado por reatores nucleares - giram enormes bobinas de fio de metal dentro de ímãs gigantes, fazendo com que as cargas elétricas fluam.
Com este enorme campo elétrico de cargas positivas e negativas estabelecido, os elétrons nos fios em toda a rede elétrica entram em ação e começam a fluir em cadência com o campo elétrico. Quando você liga um interruptor de luz ou conecta uma lâmpada ou torradeira, está na verdade acessando um grande fluxo de elétrons que é puxado e empurrado por geradores que podem estar a centenas de quilômetros de distância.
Os geradores elétricos são às vezes comparados a bombas d'água - eles não criam eletricidade (assim como uma bomba d'água não cria água), mas tornam possível o fluxo de elétrons.
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Corrente = fluxo de elecricidade
O termo corrente se refere ao fluxo simples de elétrons em um circuito ou sistema elétrico. Você também pode comparar a corrente elétrica à quantidade, ou volume, de água fluindo por um cano d'água. A corrente elétrica é medida em amperagem ou amperes.
Corrente AC vs. DC
A corrente elétrica existe em dois tipos: corrente alternada (AC) e corrente contínua (DC). Tecnicamente, a corrente DC flui em uma direção apenas, enquanto a corrente AC inverte a direção. Em termos cotidianos, CA é a forma de eletricidade criada por gerador que opera luzes, eletrodomésticos e tomadas em sua casa, enquanto CC é a forma de energia fornecida por baterias. Por exemplo, suas lanternas são sistemas DC, enquanto as tomadas de sua casa usam um sistema AC.
Muitas fontes de energia renovável, como geradores solares e eólicos, produzem eletricidade DC que é convertida em AC para uso doméstico. A bateria de um automóvel é um sistema CC usado para dar partida no motor, mas uma vez que o motor é ligado, o sistema elétrico do automóvel tem um alternador que começa a criar corrente CA para fazer funcionar os vários sistemas.
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Tensão = pressão
Também ajuda a comparar o fluxo de eletricidade pelos fios com o fluxo de água pelos encanamentos.A voltagem, também conhecida como força eletromotriz, costuma ser definida como a pressão dos elétrons em um sistema. Pode ser comparada à pressão da água em um cano. Os circuitos padrão em sua casa carregam cerca de 120 volts (a voltagem real pode variar entre cerca de 115 a 125 volts) ou 240 volts (faixa real: 230 a 250 volts). A maioria das luminárias e tomadas são alimentadas por circuitos de 120 volts, enquanto secadores, fogões e outros aparelhos grandes normalmente usam circuitos de 240 volts.
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Potência = taxa de fluxo
O termo potência refere-se à taxa na qual a energia elétrica é dissipada ou consumida. A quantidade total de energia consumida pelo sistema elétrico da sua residência é lida no medidor de energia da concessionária. É medido em quilowatts-hora ou 1000 watts-hora, e é assim que você é cobrado.
Cada dispositivo elétrico, como uma luminária ou eletrodoméstico, tem uma taxa de uso medida em watts. Por exemplo, uma lâmpada de 100 watts acesa por 10 horas consome um quilowatt-hora de eletricidade.
Amps, volts e watts existem em uma relação matemática uns com os outros, expressa da seguinte forma: Watts = volts x amperes
Se um aparelho for classificado para 120 volts e 10 amperes, ele usará até 1200 watts quando estiver funcionando: 120 volts x 10 amperes = 1200 watts.
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Ohms = resistência
Ohms são a medição da resistência ao fluxo de elétrons através de um material condutor. Quanto maior a resistência, menor o fluxo de elétrons. Essa resistência faz com que uma certa quantidade de calor seja gerada no circuito. O motivo do secador soprar ar quente, por exemplo, é a resistência da fiação interna, que produz calor. E é a resistência dos minúsculos fios de uma lâmpada incandescente que faz com que ela aqueça e brilhe com a luz. É também uma resistência que pode superaquecer um cabo de extensão se for usado em um aparelho que consuma muita corrente.
Na fiação do circuito, muita resistência pode sobrecarregar um circuito e causar um incêndio elétrico. Como as conexões ruins causadas por coisas como terminais de parafuso soltos e corrosão são os culpados, as conexões elétricas devem ser verificadas regularmente para garantir a segurança em um sistema elétrico.
