ENSINO MÉDIO

TRABALHO DE FÍSICA

“A IMPORTANCIA DA ELETRICIDADE PARA A VIDA MODERNA”

Por

Wanderson Joner Silva Cruz

BrasiliaMaio de 2012

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TRABALHO DE FÍSICA

“A IMPORTANCIA DA ELETRICIDADE PARA A VIDA MODERNA”

T r a b a l h o a p r e s e n t a d o à d i s c i p l i n a : F í s i c a , d o P r o f .

P o r :W a n d e r s o n J o n e r S i l v a C r u z

S é r i e : E n s i n o M é d i o

N o t a : _ _ _ _ _

D a t a : 1 8 / 0 5 / 2 0 1 2

BrasiliaMaio de 2012

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SUMÁRIO

1 - INTRODUÇÃO ............................................................................................. 04

2 – DESENVOLVIMENTO ........................................................................ 05 à 75

2.1 - Tipos de circuitos elétricos........................................................................05 à 112.2 - Cálculos de consumo de energia...................................................11 à 162.3 – Pilhas........................................................................................16 à 19

3 – CONCLUSÃO .................................................................................................20

4 – BIBLIOGRAFIA .............................................................................................21

5 – ANEXOS .................................................................................................22 à 23

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1 - INTRODUÇÃO

Um circuito elétrico se assemelha, de muitas maneiras, ao sistema circulatório do corpo. Os vasos sangüíneos, as artérias, as veias e os capilares são como os fios de um circuito. Os vasos sangüíneos transportam o sangue pelo corpo. Os fios de um circuito carregam a corrente elétrica a diversas porções de um sistema elétrico ou eletrônico.

O coração é a bomba que impele a circulação do sangue no corpo. Ele gera a força ou a pressão necessária para que o sangue circule. O sangue que circula pelo corpo abastece diversos órgãos, como os músculos, o cérebro e o sistema digestivo. Uma bateria ou gerador gera voltagem - a força que distribui a corrente pelo circuito.

Tome como exemplo uma simples lâmpada elétrica. Dois fios se conectam a ela. Para que os elétrons façam seu trabalho e produzam luz, é preciso que exista um circuito fechado permitindo que eles cheguem à lâmpada e continuem circulando.

O diagrama acima demonstra o circuito simples de uma lanterna, com uma pilha em um extremo e uma lâmpada no extremo oposto. Quando o comutador está na posição "desligado", o circuito não estará completo e não existirá corrente. Quando ele estiver na posição "ligado", o circuito se completa e um fluxo de elétrons resulta na produção de luz pela lâmpada.

Os circuitos podem ser imensos sistemas de energia transmitindo megawatts de energia em percursos de milhares de quilômetros - ou minúsculos chips microeletrônicos contendo milhões de transistores. A extraordinária miniaturização dos circuitos eletrônicos tornou possíveis os computadores portáteis. A nova fronteira serão os circuitos nanoeletrônicos, cujas dimensões serão medidas em nanômetros (bilionésimos de metro).

Durante a leitura, aprenderemos mais sobre tipos de circuito elétrico, cálculos de energia e a química dos alimentos na nossa vida.

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2 – DESENVOLVIMENTO

2.1 - TIPOS DE CIRCUITOS ELÉTRICOS

Um circuito fechado tem um percurso completo para o fluxo da corrente. Um circuito aberto não tem, o que significa que ele não funciona. Se é a primeira vez que você está se informando sobre circuitos, pode ser que imagine que um circuito aberto é como uma porta ou portão aberto pelo qual a corrente pode fluir. E, quando fechado, ele seria como uma porta fechada pela qual a corrente não fluiria. Na verdade, o que acontece é o oposto, de modo que talvez seja preciso algum tempo para que você se acostume a esse conceito.

Um curto-circuito é um percurso de menor resistência (normalmente realizado de maneira não intencional) que contorna parte do circuito. Isso pode acontecer quando dois fios desencapados em um circuito se tocam. A parte do circuito que a corrente não percorre devido ao curto-circuito deixa de funcionar, e uma corrente intensa começa a fluir. Isso pode gerar alto aquecimento dos fios e causar incêndio. Como medida de segurança, fusíveis e disjuntores abrem o circuito automaticamente quando a corrente é excessiva.

Em um circuito serial, a mesma corrente flui por todos os componentes. A voltagem total em ação no circuito é a soma das voltagens em cada componente e a resistência total é a soma das resistências de todo os componentes. Num circuito como esse, V = V1+V2+V3 e R = R1+R2+R3. Um exemplo de circuito serial é um conjunto de luzes de Natal. Caso qualquer das lâmpadas queime, não haverá fluxo de corrente e nenhuma das lâmpadas se acenderá.

Circuitos paralelos são como os vasos sangüíneos de pequeno porte que saem de uma artéria e se conectam a uma veia para devolver sangue ao coração. Imagine dois fios, cada um dos quais representando uma artéria e uma veia, com alguns fios menores que os conectem. Os fios menores terão a mesma voltagem, mas fluxos diferentes de corrente fluindo por eles irão depender da resistência de cada fio.

Um exemplo de circuito paralelo é o sistema elétrico de uma casa. Uma única fonte de energia elétrica fornece a mesma voltagem a todas as luzes e eletrodomésticos. Caso uma das lâmpadas se queime, a corrente pode continuar fluindo pelas demais luzes e eletrodomésticos. No entanto, caso aconteça um curto-circuito, a voltagem cai a quase zero e o sistema inteiro cai.

Os circuitos são, geralmente, combinações muito complexas de circuitos seriais e paralelos. Os primeiros circuitos eram circuitos de corrente contínua (CC) muito simples. Estudaremos a história dos circuitos e a diferença entre corrente contínua e corrente alternada (AC) na próxima seção.

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As primeiras investigações sobre a eletricidade estática aconteceram séculos atrás. A eletricidade estática é a transferência de elétrons produzida pela fricção, como quando a pessoa esfrega um balão de borracha na própria roupa. Uma faísca ou fluxo de corrente de duração muito curta pode ocorrer quando objetos portadores de carga entram em contato, mas não existe fluxo elétrico contínuo. Na ausência de uma corrente contínua, não pode existir aplicação útil da eletricidade.

A invenção da bateria - capaz de produzir um fluxo contínuo de corrente - tornou possível o desenvolvimento dos primeiros circuitos elétricos. Alessandro Volta inventou a primeira bateria, a pilha voltaica, em 1800. Os primeiros circuitos utilizavam uma bateria e eletrodos imersos em um recipiente cheio de água. O fluxo da corrente pela água produzia hidrogênio e oxigênio.

A primeira aplicação ampla dos circuitos elétricos para uso prático foi a iluminação elétrica. Pouco depois que Thomas Edison inventou a lâmpada incandescente, ele procurou aplicações práticas para o produto por meio do desenvolvimento de um sistema completo de geração e distribuição de energia. O primeiro sistema desse tipo nos Estados Unidos foi a Pearl Street Station, no centro de Manhattan, que fornecia eletricidade para alguns quarteirões de Nova York, primordialmente para iluminação.

Uma das classificações dos circuitos tem a ver com a natureza do fluxo da corrente. Os circuitos mais antigos eram acionados a bateria, ou seja, por uma corrente constante que fluía sempre na mesma direção. Esse é o sistema de corrente contínua, ou CC. O uso da corrente contínua se manteve no período inicial de desenvolvimento dos circuitos elétricos. Um grande problema do sistema CC é que as estações de energia só podiam servir a uma área de cerca de 2,5 km2, devido à perda de energia na transmissão.

Em 1883, engenheiros se propuseram a aproveitar o grande potencial de energia hidrelétrica das Cataratas de Niágara, a fim de atender às necessidades de energia da cidade de Buffalo, no Estado de Nova York. Ainda que a energia gerada no local posteriormente viesse a abastecer também a cidade de Nova York e pontos ainda mais distantes, inicialmente havia um problema de distância. Buffalo ficava a apenas 25 quilômetros das quedas d'água, mas a idéia não era praticável até que Nikola Tesla a viabilizasse, como veremos na próxima seção.

A INOVAÇÃO DE TESLA

O engenheiro Nikola Tesla, ajudado por trabalhos teóricos de Charles Proteus Steinmetz, desenvolveu a idéia da corrente alternada, ou CA. Ao contrário da corrente contínua, a CA está sempre mudando e reverte sua direção repetidamente.

Como a CA se tornou a resposta para o problema da transmissão de energia a distâncias maiores? Com a CA, é possível utilizar transformadores para modificar os níveis de voltagem em um circuito. Os transformadores operam sob o princípio da indução magnética, que requer um campo magnético produzido pela corrente alternada. Com os transformadores, as voltagens podem ser intensificadas para transmissão de energia em longa distância. Na ponta receptora, o nível de voltagem pode ser reduzido a patamares mais seguros, como 110 V ou 220 V, para uso residencial e empresarial.

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Tim Robberts/Photographers Choice/Getty Images

Antes da descoberta da CA, ou corrente alternada, a transmissão de energia em longa distância era impossível

Precisamos de voltagens elevadas para que a energia percorra longas distâncias porque a resistência dos fios causa perda de energia. Os elétrons que colidem com átomos perdem energia em forma de calor à medida que viajam. Essa perda de energia é proporcional ao quadrado da corrente que se move pelo fio.

Para medir o volume de energia que uma linha transmite, multiplica-se a voltagem pela corrente. Essas duas idéias podem ser expressas por meio de uma equação na qual I representa corrente, V representa voltagem e P representa potência:

(P = V? I)

Consideremos como exemplo a transmissão de um megawatt. Caso elevemos a voltagem de 100 V para 10.000 V, podemos reduzir a corrente de 10.000 A para 100 A. Isso reduzirá a perda de potência por (100)2, ou 10.000. Foi esse o conceito desenvolvido por Tesla e essa idéia tornou realidade a transmissão de energia das Cataratas de Niágara a Buffalo e, por fim, à cidade de Nova York.

Nos Estados Unidos e em muitos outros países, a freqüência padrão para a energia em CA é de 60 ciclos por segundo, ou 60 hertz (Hz). Isso significa que 60 vezes por segundo um ciclo completo da corrente flui em uma direção e então na direção oposta. A corrente flui em uma direção por 1/120 de segundo e depois na direção oposta por mais 1/120 de segundo. O tempo que um ciclo demora a ser completado é denominado período, no caso 1/60 de segundo. Na Europa e outras regiões, a freqüência padrão da CA é de 50 Hz.

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Edison x Tesla

Thomas Edison era um inventor brilhante e intuitivo. No entanto, sua educação formal limitada, especialmente em matemática, o impedia de compreender verdadeiramente a teoria da eletricidade em CA. Ele compreendia bem o sistema CC, mas a corrente alternada, estranhamente, parecia estar além de sua compreensão. Edison se opôs vigorosamente à idéia de usar CA na transmissão de energia a longa distância, mas a corrente alternada gradualmente substituiu a contínua como forma básica de transmissão de energia.

Circuitos eletrônicos precisam de CA e CC ao mesmo tempo.

CIRCUITOS ELETRÔNICOS

Talvez você já tenha ouvido falar do termo chip, especialmente se o assunto é hardware de computação. Um chip é uma pequena peça de silício, geralmente com cerca de um 1 cm2. Um chip pode ser um único transistor (peça de silício que amplifica sinais elétricos ou serve como comutador liga/desliga para uso em computadores). Ele também pode ser um circuito integrado, composto por muitos transistores interconectados. Os chips ficam abrigados no interior de um invólucro de plástico ou cerâmica conhecido como pacote. Às vezes, as pessoas se referem a todo o pacote pelo nome chip, mas o chip na verdade é o que fica dentro do pacote.

Existem dois tipos básicos de circuito integrado (CI): monolítico ou híbrido. Os CI monolíticos incluem todo o circuito em um único chip de silício. Podem variar em complexidade de apenas alguns transistores a milhões de transistores em um chip microprocessador para computadores. Um CI híbrido é um circuito com diversos chips encapsulados no mesmo pacote. Os chips em CI híbrido podem ser uma combinação de transistores, resistores, capacitores e chips CI monolíticos.

A revolução dos CI: microeletrônica

Nos dias iniciais dos circuitos eletrônicos, componentes como tubos de vácuo e transistores eram aparelhos individuais montados em um chassi metálico ou em placas de circuito impresso. Mas, em 1959, dois pesquisadores, Jack Kilby, da Texas Instruments, e Robert Noyce, da Fairchild Semicondutor (que trabalhavam independentemente) deram início à revolução da microeletrônica ao desenvolver o primeiro circuito integrado.

Eles descobriram como combinar ou integrar diversos transistores e resistores, e como conectá-los para formar um circuito, tudo isso na mesma pequena peça de silício. Hoje, sistemas eletrônicos muito complexos - como microprocessadores que contêm milhões de transistores - podem se encaixar em uma peça de silício de 6 cm2. São esses circuitos integrados que tornam possíveis os computadores modernos.

Uma placa de circuito impresso, ou PCB, serve de base ao circuito eletrônico. A PCB e seus componentes compõem uma placa montada de circuito impresso, ou PCBA. Uma PCB de múltiplas camadas pode conter até 10 PCB empilhadas. Condutores de cobre

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eletrificados que passam por orifícios conhecidos como vias conectam as PCB individuais e elas formam um circuito eletrônico tridimensional.

O mais importante elemento em um circuito eletrônico são os transistores. Os diodos são pequenas peças de silício que agem como válvulas permitindo fluxo de corrente em apenas uma direção. Outros componentes eletrônicos são elementos passivos, como os resistores e os capacitores. Os resistores oferecem uma resistência específica à corrente e os capacitores armazenam carga elétrica. O terceiro elemento passivo básico de um circuito é o indutor, que armazena energia em forma de campo magnético. Os circuitos microeletrônicos raramente empregam indutores, mas eles são comuns em circuitos de energia de maior porte.

A maior parte dos circuitos é projetada por meio de programas de design assistido por computador, ou CAD. Muitos dos circuitos usados em computadores digitais são extremamente complexos e utilizam milhões de transistores, de modo que o CAD é a única maneira prática de projetá-los. O projetista do circuito começa com uma especificação geral de seu funcionamento e o programa CAD propõe um padrão complexo de interconexões.

Quando o padrão metálico de interconexão é gravado em uma PCB ou chip de CI, uma camada de proteção resistente à gravação é usada para definir o padrão do circuito. O metal exposto é recoberto pela gravação química, o que deixa na placa apenas o padrão de metal que conecta os diferentes componentes.

POR QUE A CA É USADA EM CIRCUITOS ELETRÔNICOS?

Em circuitos eletrônicos, as distâncias são muito pequenas, então por que usar CA? Primeiro, as correntes e voltagens desses circuitos representam fenômenos constantemente mutáveis, de modo que as representações elétricas, ou análogas, também mudam constantemente. A segunda razão é que as ondas de rádio (como as usadas em televisores, fornos de microondas e celulares) são sinais de CA em alta freqüência. As freqüências usadas em todos os tipos de comunicação sem fio vêm avançando firmemente ao longo dos anos, da banda dos kilohertz (kHz), nos dias iniciais do rádio, para a dos megahertz (mHz) e gigahertz (gHz) de hoje.

Os circuitos eletrônicos usam CC para fornecer energia aos transistores e outros componentes dos sistemas eletrônicos. Um circuito retificador converte a energia CA em CC, reduzindo a voltagem elevada do sistema CA.

Lista de tipos de circuitos elétricos

1. circuito aberto 2. circuito aceitador 3. circuito analógico 4. circuito binário5. circuito borboleta6. circuito centelhador7. circuito cgr8. circuito cag9. circuito caf

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10. circuito composto11. circuito contador12. circuito de controle de ganho por reverberação13. circuito de deslocamento14. circuito de disparo15. circuito digital 16. circuito de dois impulsos17. circuito flip-flop18. circuito Eccles-Jordan19. circuito de enlace20. circuito de escala binária21. circuito de escalamento22. circuito de filamento23. circuito de Fleweling24. circuito de grade25. circuito de intertravamento26. circuito de Loftin-White27. circuito delta28. circuito de nivelamento29. circuito de ordens30. circuito de perdas31. circuito de pico32. circuito de placa33. circuito de programa34. circuito de rádio35. circuito de rejeição36. circuito diferenciador37. circuito divisor de fase38. circuito embaralhador39. circuito eletrônico 40. circuito em ponte41. circuito equilibrado42. circuito equivalente43. circuito estenódico44. circuito estrela45. circuito fantasma46. circuito fechado 47. circuito indutivo48. circuito integrador49. circuito integrado 50. circuito intensificador de baixos51. circuito lógico 52. circuito terra53. circuito magnético54. circuito magnético fechado 55. circuito Mesny56. circuito metálico57. circuito monofásico 58. circuito não indutivo59. circuito neutralizador60. circuito neutralizador de Rice61. circuito neutralizador de Hazeltine

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62. circuito oscilatório63. circuito oscilador64. circuito ótico65. circuito óptico66. circuito paralelo 67. circuito primário68. circuito quadruplex69. circuito receptor 70. circuito reflexo71. circuito ressonante paralelo (cf. com circuito RLC)72. circuito ressonante série (cf. com circuito RLC)73. circuito RLC 74. circuito série 75. circuito simétrico76. circuito simplex77. circuito sintonizado78. circuito sufocador de ruído79. circuito squelch80. circuito superposto81. circuito tanque82. circuito tanque de hastes paralelas83. circuito telefônico84. circuito telegráfico85. circuito tetrafilar86. circuito ultra-áudium87. circuito isócrono.

2.2 - CÁLCULOS DE CONSUMO DE ENERGIA.

CÁLCULO DO CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA

Muitas vezes, na propaganda de certos produtos de eletrônicos, destaca-se a sua potência. Podemos citar como exemplos os aparelhos de som, os chuveiros e as fontes dos microcomputadores.

Sabemos que esses aparelhos necessitam de energia elétrica para funcionar. Ao receberem essa energia elétrica, eles a transformam em outra forma de energia. No caso do chuveiro, por exemplo, a energia elétrica é transformada em energia térmica.

Quanto mais energia for transformada em um menor intervalo de tempo, maior será a potência do aparelho. Portanto, podemos concluir que potência elétrica é uma grandeza que mede a rapidez com que a energia elétrica é transformada em outra forma de energia.

Define-se potência elétrica como a razão entre a energia elétrica transformada e o intervalo de tempo dessa transformação. Observe o quadro abaixo:

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A definição de potência elétrica, como se vê no quadro acima, não é o único modo que nós temos para a sua determinação. Na eletrodinâmica, lidamos muito com os valores de tensão elétrica e corrente elétrica, e, portanto, nos seria muito útil termos uma maneira de determinar a potência elétrica sabendo os valores dessas grandezas.

Considere então um dispositivo que esteja participando de um circuito elétrico. Esse dispositivo é chamado de bipolo e possui dois terminais, um por onde a corrente entra e outro por onde a corrente sai. Pilhas e lâmpadas são exemplos de bipolos.

Para a corrente passar por esse bipolo, é necessário que seja estabelecida uma diferença de potencial (U) nos seus terminais, ou seja, uma tensão. Sabendo-se o valor dessa tensão e o valor da corrente que flui pelo bipolo, podemos calcular o valor da potência elétrica através da formula mostrada no quadro abaixo.

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Potência elétrica dissipada

Quando utilizamos algum aparelho que funciona à base de transformação de energia, podemos observar que ele esquenta durante o seu funcionamento. Isso não é diferente quando estamos lidando com aparelhos que funcionam à base de energia elétrica.

Esse aquecimento é conhecido como efeito Joule, e ele é fruto das colisões que os elétrons sofrem contra os átomos e íons que pertencem ao condutor. A energia que é drenada nesse aquecimento é chamada de energia dissipada.

Existem aparelhos que têm como objetivo dissipar toda a energia elétrica e transformá-la em energia térmica. Temos muitos exemplos cotidianos de aparelhos que funcionam assim, o chuveiro, o ferro de passar, o forno elétrico, o secador de cabelo, etc.

Os aparelhos citados são providos de resistores. Esses resistores são dispositivos que transformam integralmente a energia elétrica em energia térmica, e por isso, quando a corrente elétrica flui por ele, ele esquenta.

Se tomarmos a lei de Ohm, junto com a fórmula que se encontra no segundo quadro deste artigo, é possível determinar o valor da potência elétrica dissipada. Observe o quadro abaixo:

Com as duas últimas fórmulas do quadro, é possível determinar a potência dissipada e, com a fórmula que se encontra no canto inferior direito do quadro, pode-se responder uma pergunta que várias vezes é levantada nas aulas de física sobre esse assunto: "Quando colocamos a chave do chuveiro na posição inverno, aumentamos ou diminuímos a resistência do chuveiro?"

O chuveiro é ligado a uma tensão praticamente constante. Na posição inverno, a água sai mais quente e por isso está havendo uma maior dissipação de energia. Se a tensão é

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constante, para ocorrer o aumento da potência é necessário diminuirmos o valor da resistência. Observe a fórmula mencionada, a resistência está no denominador, e por isso a sua redução acarreta no aumento da potência dissipada.

Unidades de potência e energia elétrica

Nos livros didáticos em geral, são adotados dois sistemas de unidades, o Sistema Internacional e o sistema prático. Vamos ver as unidades de potência e energia elétrica nesses dois sistemas.

potência elétrica

As duas unidades de potência mais usadas são o watt (W) e o quilowatt (kW). Elas estão representadas no quadro abaixo, assim como a conversão entre elas:

energia elétrica,

No Sistema Internacional, a unidade de energia elétrica é o joule (J), mas na prática usamos o quilowatt hora (kWh). A conta de consumo de eletricidade da sua residência vem nessa unidade. Observe a figura a seguir:

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Note que o kWh é uma unidade de medida grande e por isso ela é compatível para o uso nas medidas de energia elétrica. Imagine que sem avisar a companhia de fornecimento de energia elétrica resolvesse enviar a conta de luz em joules. O valor da energia consumida seria o valor em kWh multiplicado por 3.600.000J. O resultado seria um valor muito grande que no mínimo resultaria em um susto no dono da conta.

Cálculo do consumo de energia elétrica

Vamos por meio de um exemplo bem simples ver como é feito o cálculo do consumo de energia elétrica. Considere um banho de 10 minutos em um chuveiro elétrico de potência de 5.200W. Primeiro, devemos passar a potência do chuveiro para kW e o tempo do banho para horas.

Com a potência em kW e o tempo em horas, o resultado do consumo já sairá em kWh. Para obter esse consumo, usaremos a formula que foi apresentada na primeira figura deste artigo, pois nós temos o tempo e a potência do chuveiro.

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Se soubermos o valor do kWh cobrado pela concessionária, poderemos determinar qual foi o custo desse banho. Vamos tomar o preço cobrado pela concessionária que fornece energia na minha casa, que vale R$ 0,32, e vamos multiplicar esse valor pelo valor da energia consumida durante o banho, nesse caso, 0,87kWh.

Um valor relativamente pequeno, mas se considerarmos uma família com quatro membros, cada um tomando um banho de 10 minutos por dia, teremos um consumo diário de mais de um real. Se pensarmos no consumo mensal, teremos na conta mais de trinta reais devido somente aos banhos da família.

Então podemos concluir que o chuveiro realmente é responsável por uma fatia significativa na despesa mensal com a conta de luz.

2.3 - PILHAS.

Pilha elétrica, célula galvânica, pilha galvânica ou ainda pilha voltaica é um dispositivo que utiliza reações de óxido-redução para converter energia química em energia elétrica. A reação química utilizada será sempre espontânea.

Neste dispositivo, têm-se dois eletrodos que são constituídos geralmente de metais diferentes, que fornecem a superfície na qual ocorrem as reações de oxidação e redução. Estes eletrodos são postos em dois compartimentos separados, imersos por sua vez em um meio contendo íons em concentrações conhecidas e separados por uma placa ou membrana porosa, podendo ser composta por argila não-vitrificada, porcelana ou outros materiais. As duas metades desta célula eletroquímica são chamadas de compartimentos e têm por finalidade separar os dois reagentes participantes da reação de óxido-redução, do contrário, os elétrons seriam transferidos diretamente do agente redutor para o agente oxidante. Finalmente, os dois eletrodos são conectados por um circuito elétrico, localizado fora da célula, denominado circuito externo, garantindo o fluxo de elétrons entre os eletrodos.

As pilhas não devem ser confundidas com as baterias. Enquanto a primeira apenas converte energia química a elétrica, a segunda faz a interconversão entre energia química e elétrica.

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É importante saber que na pilha, os elétrons fluem do ânodo para o cátodo, sendo que o sentido da corrente elétrica, frequentemente utilizado na Física, se dá do cátodo para o ânodo.

História

No século XVII, Otto Von Guericke inventou a primeira máquina para produzir eletricidade.

Na segunda metade do século XVIII, Luigi Aloisio Galvani começou a pesquisar sobre a aplicação terapêutica da electricidade. Após dez anos de pesquisa publicou Sobre as forças de eletricidade nos movimentos musculares, onde concluía que os músculos armazenavam electricidade (do mesmo modo que uma garrafa de Leiden) e os nervos conduziam essa eletricidade.

No século XVIII, Alessandro Volta, pondo em prática uma experiência de Luigi Galvani, descobriu algo curioso. Verificou que, se dois metais diferentes forem postos em contacto um com o outro, um dos metais fica ligeiramente negativo e o outro ligeiramente positivo. Estabelece-se entre eles uma diferença de potencial ou seja, uma tensão elétrica. Usando esta experiência como base, concebeu uma pilha, a que deu o nome de pilha voltaica.

A pilha era composta por discos de zinco e de cobre empilhados e separados por pedaços de tecido embebidos em solução de ácido sulfúrico. Esta pilha produzia energia elétrica sempre que um fio condutor era ligado aos discos de zinco e de cobre, colocados na extremidade da pilha.

Em 1812,Davy produziu um arco voltaico usando elétrodos de carvão ligados a uma bateria de muitos elementos.

Funcionamento de uma pilha

Vários tipos de pilhas.

Alguns modelos de pilhas comerciais

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Suponhamos, por exemplo, que separemos fisicamente a barra de zinco de uma solução de sulfato de cobre. O zinco é imerso numa solução de sulfato de cobre, assim como uma barra de cobre. As duas barras encontram-se interligadas eletricamente mediante um fio. Este dispositivo forma uma pilha.

As barras de zinco e de cobre são denominadas eletrodos e fornecem a superfície na qual ocorrem as reações de oxidação e de redução. Se os eletrodos de zinco e o cobre forem ligados entre si, por meio de um circuito externo, haverá um escoamento de elétrons através desse circuito, do eletrodo de zinco para o de cobre, em cuja superfície serão recebidos pelos íons Cu+2. (lembre-se da fila de reatividade!).

E esses íons serão reduzidos e os átomos de cobre se depositarão na superfície do eletrodo de cobre (eletrodeposição). Nesta célula o eletrodo de zinco é denominado ânodo. O ânodo é um eletrodo no qual ocorre a oxidação:

Zn(s) Zn2+ + 2e– (reação anódica)

O eletrodo de cobre, nesta composição, será o cátodo, um eletrodo no qual se realiza a redução.

Cu2+ + 2e– Cu(s) (reação catódica)

Logo,

Ânodo = local onde ocorre oxidação Cátodo = local onde ocorre redução

À medida que se vai realizando a reação da célula, os íons de zinco migram afastando-se do ânodo de zinco, em direção do eletrodo de cobre, à semelhança do que ocorre com os íons de cobre. A pilha pode conter uma parede permeável ou uma ponte salina (com cloreto de potássio, os íons Cl– migram em direção ao ânodo e os íons K+ migram em direção ao cátodo) que fazem o contato entre as duas células. As reações de eletrodo e a reação da célula são:

Ânodo : Zn (s) Zn2+ + 2 e–

Cátodo : 2 e– + Cu2+ Cu(s)

Reação Global da Célula: Zn(s) + Cu2+ Zn2+ + Cu(s)

Uma primeira bateria de douradura ou pilha feita à mais de 2000 anos.

O engenheiro alemão Wilhelm Koning Em 1936 ele encontrou-se trabalhando na cave do Museu de Bagdad Iraque (mais precisamente Kuyut Rabbou'a), do qual ele foi diretor para a função de pôr em esgotos, quando vários elementos encontrados na Antiguidade não classificada. Um desses objetos é de particular interesse, já que parecia ser, de facto, uma galvânica gerador , Uma bateria capaz de gerar eletricidade.

Externamente o objeto apareceu como um vaso bastante elevada e longa, mas não maior do que a de uma mão. O vaso era feito de argila amarela na parte superior e tinha uma tampa de asfalto, que governam um cilindro de cobre de 2,6 centímetros x9, que por sua vez continha um pequeno cilindro de ferro. Que desencadeada em espanto Koning e outros, porém, foi o fato de que o preenchimento do interior da câmara uma solução ligeiramente ácida, o objeto

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é produzida, que poderia alimentar uma tocha por alguns minutos. Vários estudiosos têm usado substâncias diferentes para ver o impacto que produziu a pilha: a água salgada de sulfato de cobre para benzoquinona com vinagre.

Embora a tensão produzida por esta bateria, 1,5 volt, foi muito pobre e pouco durável, vários estudiosos têm sugerido que diferentes ponendone em série ou em paralelo teria sido possível a utilização da energia produzida para vários fins, tais como douradura técnicas com mestres. Embora não tenham sido encontrados restos mostram que este tipo de trabalho, não podem ser excluídos para o tempo (Civilização das Partes II sec. AC), usando esta técnica. Basta pensar que, mesmo hoje em dia essas mesmas áreas de douradura este método ainda é amplamente aplicado: o processo é constituído essencialmente nell'immergere o objeto deve ser submetido a folheado a ouro em uma solução de sais de cianeto de ouro vaso suficientemente porosos, imerso na sua tempo em uma solução salina. A reação de oxidação é realizada por um pedaço de zinco imersos na primeira solução e ligado à rede eléctrica. O chamado g poderia ser uma ferramenta para bruto douradura então.

Tudo isto foi confirmado em 1938 pela Universidade da Pensilvânia, onde o chamado Bagdá baterias ainda estão expostos. Uma vez que esses navios foram bem 2000 ano uma pergunta como foi possível a realização de tais produtos manufacturados, excepto com a ajuda de um ' compreensão da origem extra-terrestre : Este é o pressuposto de que os apoiantes de avançar ' arqueologia espacial .

Imagens relacionadas

 

ESQUEMA DE UMA BATERIA DE BAGDÁ

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3 - CONCLUSÃO

Há cerca de 100 anos não era utilizada a electricidade. As actividades humanas estavam centralizadas na agricultura, onde se aplicava o trabalho humano e o animal. O mesmo se passava com outras profissões. A comunicação entre as pessoas era lenta, de voz a voz ou através de mensageiros a pé ou a cavalo ou, enfim, por barco. A deslocação das pessoas também era lenta e feita pelos mesmos meios.

A iluminação era natural ou feita com a queima de óleos, por exemplo, de baleia (o que originou um grande desastre da população destes animais) ou, mais recentemente, queima de gases.

O aquecimento era feito com queima de lenha, assim como a cozedura dos alimentos. Os vestuários eram feitos manualmente.

A invenção do gerador eléctrico veio alterar todo este modo de vida. A invenção do telefone por Bell tornou a comunicação à distância praticamente instantânea. A invenção da luz eléctrica por Edison melhorou a qualidade de vida e a possibilidade de trabalhar nos períodos noturnos. O motor eléctrico desenvolveu as indústrias e os transportes, o fonógrafo, o rádio e a televisão revolucionaram as comunicações.

Em soma, a electricidade revolucionou por completo o modo de vida humano em todos os aspectos, melhorando a qualidade de vida.

Desde as primeiras descobertas à muito tempo atrás antes de cristo nascer, o homem vem se desenvolvendo através do tempo e se aperfeiçoando cada vez mais, a manipulação e controle de eletricidade nos trouxe benefícios incalculáveis.

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4 - BIBLIOGRAFIA

http://www.escolher-e-construir.eng.br/Dicas/DicasI/Kwatt/pag1.htm

http://www.copel.com/hpcopel/simulador

http://www.eflul.com.br/consumidores/calculo-de-energia-eletrica

http://www.forumpcs.com.br/comunidade/viewtopic.php?t=212604

http://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrodinamica/consumo.php

http://pt.wikipedia.org/wiki/Bateria_de_Bagd%C3%A1

http://www.youtube.com/watch?v=ErGQWe1ZTn4

http://www.arcadiaclub.com/pt/alien/bagdad_bateria_jarra.htm

https://www.google.com.br/search?q=Pilha+de+bagda&hl=pt-BR&prmd=imvns&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=3HepT7TWBKPw0gHl58COBQ&ved=0CGIQsAQ&biw=1280&bih=833

21

5 - ANEXOS

 

22

Um vaso com componentes da PILHA DE BAGDÁ

 

Um vaso DOS COMPONENTES DE BAGDÁ

23

Circuito elétrico

24