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Circuitos Elétricos Domésticos

DISPOSITIVOS QUE CONSOMEM ENERGIA ELÉTRICA:
O Modelo Fonte-Receptor

Pilhas, baterias e tomadas podem ser vistas como fontes de energia elétrica. Por outro lado, as lâmpadas comuns, ferros elétricos, chuveiros, aquecedores, aparelhos de ar condicionado e demais aparelhos eletro-eletrônicos podem ser vistos como dispositivos que consomem energia elétrica, ou melhor, receptores de energia nos quais a energia elétrica é transformada em calor, trabalho mecânico ou outra forma de energia.

Os receptores de energia elétrica também possuem dois terminais. No caso dos aparelhos que se ligam às tomadas, isso fica evidente pela própria forma dos bornes, que possuem dois pinos “machos”. De uma forma geral, para que uma fonte de energia elétrica forneça potência a um receptor de energia, seus terminais devem ser ligados aos terminais do receptor, conforme mostra a figura 6.

Figura 6 – Modelo fonte-receptor de energia. Os dois pólos da fonte são interligados por fios suficientemente grossos aos dois pólos do receptor de energia. O receptor pode , ou não, ter polaridade. Por exemplo, uma lâmpada comum não possui polaridade. Isso significa que o pólo positivo da fonte pode ser ligado a qualquer um dos pólos da lâmpada (aqui chamada “receptor”).

Os fios metálicos, a fonte de energia elétrica e o receptor de energia formam um circuito elétrico simples. Quando a fonte é interligada desta forma ao receptor de energia elétrica, ela (a fonte) provoca um fluxo de cargas elétricas através do circuito.

Ao fluírem pelo interior da fonte, as cargas elétricas adquirem energia elétrica; ao fluírem através do receptor, elas lhe fornecem energia elétrica que é transformada em calor, trabalho mecânico ou outra forma de energia. O fluxo de cargas elétricas que percorre o circuito fonte-receptor constitui aquilo que chamamos de corrente elétrica. As cargas elétricas não são consumidas quando se estabelece uma corrente elétrica no circuito, mas a energia elétrica sim.

Se a polaridade dos terminais da fonte de energia permanece fixa, ao longo do tempo, as cargas elétricas fluem sempre em um mesmo sentido. A corrente circula em um único sentido. O circuito em que isso acontece é chamado de circuito de corrente contínua (CC) ou corrente direta (DC). De forma semelhante, chamamos a fonte de energia elétrica de fonte de corrente contínua ou fonte de corrente direta. A corrente elétrica, por convenção, flui no sentido em que ela sai pelo terminal positivo da fonte e entra na fonte pelo terminal negativo (figura 7).

Figura 7 – Modelo fonte-receptor mostrando o sentido convencional do fluxo da corrente elétrica.

Por outro lado, se a polaridade dos terminais da fonte se alterna em ciclos, então, o sentido da corrente também se alterna na mesma freqüência. Quando isso ocorre em um circuito nós o chamamos de circuito de corrente alternada (CA ou AC). A fonte é, analogamente, uma fonte de corrente alternada.

Podemos quantificar a corrente elétrica que flui pelo circuito definindo a sua intensidade. A intensidade da corrente elétrica é a taxa temporal com que as cargas elétricas fluem através do circuito, isto é, a intensidade da corrente elétrica é a quantidade de carga que atravessa um ponto do circuito em cada unidade de tempo:

(6)

Assim, se num intervalo de tempo Dt, uma quantidade de carga Dq atravessa um ponto do circuito, então, a intensidade da corrente elétrica I, dada por

(7)

A Unidade de carga elétrica é o Coulomb. A intensidade da corrente elétrica é medida em Coulomb por segundo, unidade que é denominada Àmpére (A). Dizer que num circuito circula uma corrente de intensidade 1 A é o mesmo que dizer que 1 Coulomb de carga elétrica flui pelo circuito a cada segundo. Nos circuitos eletrônicos a intensidade da corrente pode ser tão pequena quanto 1 picoÀmpére (10-12A) e em circuitos elétricos de grande potência essa intensidade pode atingir alguns milhões de Àmpéres.

A intensidade da corrente elétrica pode ser medida usando um instrumento denominado Amperímetro. Em circuitos de corrente alternada podemos usar um amperímetro-alicate para medir a intensidade da corrente, como mostra a figura 8. Para isto devemos usar as duas garras do amperímetro para envolver um dos fios que conduzem a corrente até o aparelho.

Figura 8 – Modelo fonte-receptor mostrando como utilizar um amperímetro do tipo alicate para medir a intensidade da corrente elétrica que flui pelos fios. Note que a fonte d energia precisa ser uma fonte de corrente alternada.

Um amperímetro deste tipo não pode ser utilizado para medir a corrente em um circuito de corrente contínua. Nesse caso, um amperímetro comum deve ser usado. A figura 9 mostra como esse tipo de amperímetro é ligado no circuito.

Figura 9 – Modelo fonte-receptor mostrando como utilizar um amperímetro comum para medir a intensidade da corrente elétrica que flui pelos fios, em um circuito de corrente contínua. Observe que o amperímetro é um dispositivo que possui dois terminais e possui polaridade: a corrente convencial deve fluir através do amperímetro, entrando pelo seu terminal positivo (em geral vermelho) e saindo pelo seu terminal negativo ou comum (em geral preto).