Electricidade Educação Tecnológica

O que é a electricidade? A palavra electricidade deriva da palavra électron, que significa “âmbar”. Trata-se de uma força Invisível, sem a qual não conseguimos passar. Utilizamo-la para iluminar, aquecermo-nos,…

Origens da electricidade Se friccionarmos um pedaço de âmbar, plástico ou vidro, num pano de lã, estes materiais ficarão electrizados. A este fenómeno chamamos de electrização. Este fenómeno explica-se com base na matéria que constitui o nosso universo.

O Electrão e a Electricidade Tudo o que nos rodeia é constituído por elementos formados por moléculas, que, por sua vez, são compostas por partículas que designamos por átomos. Um átomo é composto por, um núcleo central, que tem um certo número de neutrões (carga eléctrica nula), protões (com carga eléctrica positiva) e electrões (com carga eléctrica negativa). Os electrões encontram-se em constante movimentação, em torno do núcleo de cada átomo. A electricidade, é essencialmente, o efeito de deslocação dos electrões. Neutrão

Corrente eléctrica Cada átomo tem normalmente o mesmo número de protões (+) e de electrões (-). No entanto, o termo de “electrões livres”, resulta do afastamento de electrões da órbita de um átomo, devido à atracção destes por outros átomos.

Corrente eléctrica Se, de um átomo saírem electrões, este torna-se electrizado positivamente (devido ao maior número de protões). Mas, se à órbita de um átomo chegam electrões, este fica negativo (devido ao excesso destas partículas). Deste constante desequilíbrio, surge a electricidade.

Condutores e não condutores Em termos eléctricos, os materiais são classificados como condutores ou isoladores. A maioria dos metais permite que a corrente flua livremente, enquanto que o plástico e o vidro são maus condutores.

Componentes básicos de um circuito eléctrico Um circuito eléctrico é constituído por um conjunto de componentes que, ligados entre si, permitem a circulação da corrente eléctrica. Para se formar um circuito simples, de corrente contínua, precisamos de, pelo menos, três elementos: - Gerador (pilha / fonte de alimentação)= Elemento de produção de corrente eléctrica. Receptor (ex.: lâmpada – energia luminosa; motor – energia mecânica;…)= componente que transforma a energia eléctrica noutra forma de energia. Fio condutor = elemento que conduz a corrente eléctrica e liga todos os outros componentes do circuito. Corrente eléctrica Comando = elemento de regulação ou interrupção da passagem da corrente eléctrica (interruptor).

Tabela esquemática dos diferentes componentes

Principais tipos de circuitos eléctricos Circuito eléctrico simples (e representação esquemática) Interruptor Pilha (elemento Gerador) Fio Condutor Lâmpada (elemento receptor)

Principais tipos de circuitos eléctricos Circuito em paralelo (e representação esquemática) Este tipo de circuito é muito utilizado nas nossas casas.

Principais tipos de circuitos eléctricos Circuito em série (e representação esquemática) Exemplo da aplicação deste tipo de circuito, são as luzes da árvore de natal.

Instrumentos de medida Controlar uma grandeza eléctrica é verificar, através de um aparelho de medida ou controlo, se o valor medido corresponde às normas de segurança. Amperímetro Destina-se a medir a intensidade (grandeza eléctrica - I ) da corrente eléctrica. A unidade de medida, é o ampere (A). Voltímetro Instrumento destinado a medir a tensão eléctrica (grandeza eléctrica - U ). A unidade de medida, é o volt (V).

Instrumentos de medida Ohmímetro Instrumento destinado a medir a resistência eléctrica (grandeza eléctrica- R). A unidade de medida, é o ohm (). Multímetro Instrumento de medida polivalente, que mede a tensão (na configuração voltímetro), a intensidade (na configuração amperímetro) e resistência eléctrica (na configuração ohmímetro).

Instrumentos de medida Grandeza Eléctrica Unidade de medida Aparelho de medida Intensidade de Corrente -I ampere (A) Amperímetro Tensão Eléctrica – U volt (V) Voltímetro Resistência Eléctrica – R ohm () Ohmímetro

Electrónica A electrónica surge do aprofundamento do estudo da electricidade, do desenvolvimento tecnológico e da utilização de novos materiais na produção de dispositivos ou componentes electrónicos. O que, de um modo geral, caracteriza a electrónica é o uso de baixas intensidades de corrente, o uso de circuitos impressos, a possibilidade de redução do tamanho de alguns aparelhos e a realização de funções complexas, como memorizar, medir, enviar mensagens, calcular,... A electrónica possibilitou a maior revolução tecnológica dos últimos anos.

Operadores Tecnológicos Resistências As “resistências” são dispositivos que limitam ou regulam, a passagem da corrente eléctrica, num circuito eléctrico. A unidade de medida é o ohm (). símbolo da resistência Resistências não bobinadas Resistência bobinadas (têm o seu valor impresso no exterior)

Operadores Tecnológicos As resistência não bobinadas, têm o seu valor codificado em bandas com cores. Para fazer a leitura dos valores de uma resistência, devemos proceder da seguinte forma: Colocar a resistência de forma a que o anel dourado ou prateado fique à direita ou, na sua ausência, a banda mais próxima da extremidade; As duas primeiras bandas representam os primeiros algarismos do valor numérico da resistência; A terceira banda representa o número de zeros (número multiplicador); A quarta banda, a tolerância percentual relativa à construção da resistência (a ausência desta, equivale a 20%);

Operadores Tecnológicos

Operadores Tecnológicos Diódo LED (emissor de luz) Os “LED´S” são dispositivos que têm como função, emitir um sinal luminoso. Não devem ser submetidos a uma tensão superior a 3 V. Caso seja, ligado a uma fonte de alimentação com uma corrente superior a 3 V, deve ser ligado com uma resistência. símbolo do LED LED´S Sinalização Quando a “pata” mais comprida do LED (ânodo) está ligada ao pólo positivo da fonte de alimentação e a “pata” mais curta (cátodo) ao pólo negativo, permite a passagem da corrente e o LED acende-se.

Operadores Tecnológicos Transístores Os “transístores” são dispositivos que controlam a corrente que circula entre o colector (C) e o emissor (E), através de uma corrente muito menor, que está ligada à base (B). Realizam, por último, um efeito de amplificação, pois, a partir de uma corrente fraca, consegue-se obter uma corrente de maior intensidade. Os transístores são constituídos por três camadas de fragmentos de silício, do qual resultam 2 tipos, os PNP e os NPN Transístor PNP Transístor NPN (C) (B) (E)

Operadores Tecnológicos LDR O LDR (“resistor” variável conforme incidência de luz) é um tipo de “resistor” cuja resistência varia conforme a intensidade de luz que incide sobre ele. Sua resistência diminui quando a luz é muito alta, e quando a luz é baixa, a resistência no LDR aumenta. O LDR é muito frequentemente utilizado nas chamadas foto células que controlam o acendimento de poste de iluminação e luzes em residências. (C) (B) (E)