Correntes induzidas

O movimento de um íman em relação a um enrolamento ou de um enrolamento em relação a um íman origina correntes de indução. Ao íman chama-se indutor e ao enrolamento o induzido.
A corrente de indução tem um sentido quando se introduz o pólo norte do íman no enrolamento e outro sentido quando o pólo norte é retirado. Tudo acontece ao contrário quando se introduz e se retira o pólo sul.

Como se produz, transporta e distribui a electricidade em larga escala ?

Produção e distribuição: A corrente eléctrica em larga escola é produzida nas centrais eléctricas por alternadores. Estes são formados por ímanes muito potentes que se movem a alta velocidade no interior das bobinas com milhares de espiras. Também se usam electroíman em vez de ímanes a rodar no interior de bobinas.
A velocidade de rotação dos electroíman é constante. Efectuam 50 rotações por segundo. Este valor corresponde à frequência da corrente alternada produzida, de 50 Hz.
A fonte de energia que provoca o movimento dos electroíman dos geradores das centrais, pode ser:
- a água, nas centrais hidroeléctricas;
- o fuelóleo, o carvão ou a biomassa, nas centrais termoeléctricas;
- o vento, nas centrais eólicas;
- o calor do interior da Terra, nas centrais geotérmicas;
- as ondas, nas centrais de energia das ondas;
- o urânio, nas centrais nucleares.

Transporte da electricidade: As centrais eléctricas estão, normalmente, a grandes distâncias dos centros populacionais. Portanto, há que transportar a corrente eléctrica através de cabos condutores. Durante o transporte há perdas de energia eléctrica por efeito Joule que é importante minimizar. Para reduzir as perdas de energia é necessário diminuir a intensidade da corrente, o que se consegue fazendo o transporte da corrente eléctrica em alta tensão. Transforma-se a corrente eléctrica que sai do alternador em corrente de alta tensão, fazendo-a passar por elevadores de tensão. Só depois é transportada para às localidades. Junto das localidades, a tensão é de novo reduzida, em fases sucessivas, fazendo-a passar por abaixadores de tensão até atingir o valor adequado às instalações das casas, das fábricas ou dos hospitais. Os elevadores e os abaixadores de tensão chamam-se transformadores. Os transformadores permitem alterar a tensão, ou a diferença de potencial, da corrente eléctrica. O seu funcionamento também se baseia na indução electromagnética, são constituídos essencialmente por duas bobinas de fio condutor em torno de um núcleo de ferro macio. As bobinas têm diferentes números de espirais.

Introdução Electromagnética (Produção de Corrente Eléctrica)

Em 1831, o físico e químico britânico Michael Faraday fez uma descoberta muito importante, a qual ainda hoje é posta em prática para produzir corrente eléctrica.

Descobriu que era possível produzir corrente eléctrica movendo um íman no interior de um fio enrolado. Chamou-lhe corrente induzida.

A alteração da posição do íman (e do campo magnético por este criado), leva a que os electrões da espira (representados a azul) procurem novas posições em relação ao íman. Cria-se desta forma corrente eléctrica alternada, uma vez que os electrões efectuam movimentos cíclicos, alternados - ora se deslocam num sentido, ora no outro, consoante o movimento do íman.

Energia

Uma vez que a Potência eléctrica nos informa sobre a quantidade de energia consumida por unidade de tempo, para calcular a energia(E) consumida por um condutor precisamos de saber durante quanto tempo (t) este esteve em funcionamento e qual a sua potência (P). Assim:

E = P x t

ou

E = U x I x t

Considera o exemplo anterior e admite que a lâmpada funcionou durante 10 segundos.

A energia consumida pela lâmpada nos 10 segundos de funcionamento calcula-se da seguinte forma:

E = U x I x t ⟺

E = 3 x 0,5 x 10 ⟺

E = 15 J

Potência Eléctrica

A Potência de um componente eléctrico indica-nos a quantidade de energia gasta por unidade de tempo por esse componente A unidade de Sistema Internaciona SI para a potência é o Watt (W). Para determinar a potência eléctrica de um componente eléctrico em funcionamento num circuito, é necessário conhecer a Diferença de Potencial (U) aos seus terminais e a Intensidade de Corrente (I) que o atravessa. Para calcular a potência basta multiplicar a Diferença de Potencial (U) pela Intensidade de Corrente:

Potência = Diferença de Potencial x Intensidade de Corrente

ou

P = U x I

Considera o exemplo seguinte:

Sabendo que a Diferença de Potencial aos terminais da lâmpada é de 3 V, e a Intensidade de COrrente que a percorre é de 0,5 A, a potência eléctrica da lâmpada será:

P = U x I ⟺

P = 3 x 0,5 ⟺

P = 1,5 W

A Potência eléctrica da lâmpada é de 1,5 W, ou seja, a cada segundo que passa a lâmpada consome 1,5 Joule de Energia.

Condutores Não-Óhmicos

Um condutor Não-Óhmico apresenta, tal como já foi dito, diferentes valores de Resistência Eléctrica, consoante a Diferença de Potencial aos seus terminais e a Intensidade de Corrente que o atravessa. Nesse caso, não há proporcionalidade directa entre a Diferença de Potencial aos terminais do condutor e a Intensidade de Corrente que o percorre. A representação gráfica da Diferença de Potencial em função da Intensidade de Corrente já não é uma recta a passar na origem das posições. Pode ser, por exemplo:

Lei de Ohm - Condutores Óhmicos

A Lei de Ohm permite identificar um condutor Óhmico. Diz o seguinte:

" A Diferença de Potencial nos terminais de qualquer condutor metálico filiforme e homogéneo, a temperatura constante, é directamente proporcional à Intensidade de Corrente que o percorre. "

Ou seja, para um condutor ser Óhmico, nas condições referidas, deve apresentar uma relação de proporcionalidade directa entre a Diferença de Potencial aos seus terminais e a Intensidade de Corrente que o atravessa. Essa relação de proporcionalidade directa indica-nos que a Resistência Eléctrica é sempre constante. A representação gráfica da Diferença de Potencial em função da Intensidade de Corrente será uma recta a passar na origem das posições: