O documento discute a importância da eletricidade na vida moderna, incluindo como os circuitos elétricos funcionam e a história do desenvolvimento da eletricidade. Aborda os tipos de circuitos elétricos, como circuitos fechados, abertos e curto-circuitos, e como a corrente alternada permitiu a transmissão de energia em longas distâncias.

1. ENSINO MÉDIO
TRABALHO DE FÍSICA
“A IMPORTANCIA DA ELETRICIDADE
PARA A VIDA MODERNA”
Por
Wanderson Joner Silva Cruz
Brasilia
Maio de 2012
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2. TRABALHO DE FÍSICA
“A IMPORTANCIA DA ELETRICIDADE
PARA A VIDA MODERNA”
Trabalho apresentado à
d i s c i p l i n a : F í s i c a , do Prof.
Por:
Wanderson Joner Silva Cruz
Série: Ensino Médio
Nota:_____
Data: 18/05/2012
Brasilia
Maio de 2012
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3. SUMÁRIO
1 - INTRODUÇÃO ............................................................................................. 04
2 – DESENVOLVIMENTO ........................................................................ 05 à 75
2.1 - Tipos de circuitos elétricos........................................................................05 à 11
2.2 - Cálculos de consumo de energia...................................................11 à 16
2.3 – Pilhas........................................................................................16 à 19
3 – CONCLUSÃO .................................................................................................20
4 – BIBLIOGRAFIA .............................................................................................21
5 – ANEXOS .................................................................................................22 à 23
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4. 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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5. 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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6. 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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7. 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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8. 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 cm 2. 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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9. 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 binário
5. circuito borboleta
6. circuito centelhador
7. circuito cgr
8. circuito cag
9. circuito caf
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10. 10. circuito composto
11. circuito contador
12. circuito de controle de ganho por reverberação
13. circuito de deslocamento
14. circuito de disparo
15. circuito digital
16. circuito de dois impulsos
17. circuito flip-flop
18. circuito Eccles-Jordan
19. circuito de enlace
20. circuito de escala binária
21. circuito de escalamento
22. circuito de filamento
23. circuito de Fleweling
24. circuito de grade
25. circuito de intertravamento
26. circuito de Loftin-White
27. circuito delta
28. circuito de nivelamento
29. circuito de ordens
30. circuito de perdas
31. circuito de pico
32. circuito de placa
33. circuito de programa
34. circuito de rádio
35. circuito de rejeição
36. circuito diferenciador
37. circuito divisor de fase
38. circuito embaralhador
39. circuito eletrônico
40. circuito em ponte
41. circuito equilibrado
42. circuito equivalente
43. circuito estenódico
44. circuito estrela
45. circuito fantasma
46. circuito fechado
47. circuito indutivo
48. circuito integrador
49. circuito integrado
50. circuito intensificador de baixos
51. circuito lógico
52. circuito terra
53. circuito magnético
54. circuito magnético fechado
55. circuito Mesny
56. circuito metálico
57. circuito monofásico
58. circuito não indutivo
59. circuito neutralizador
60. circuito neutralizador de Rice
61. circuito neutralizador de Hazeltine
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11. 62. circuito oscilatório
63. circuito oscilador
64. circuito ótico
65. circuito óptico
66. circuito paralelo
67. circuito primário
68. circuito quadruplex
69. circuito receptor
70. circuito reflexo
71. circuito ressonante paralelo (cf. com circuito RLC)
72. circuito ressonante série (cf. com circuito RLC)
73. circuito RLC
74. circuito série
75. circuito simétrico
76. circuito simplex
77. circuito sintonizado
78. circuito sufocador de ruído
79. circuito squelch
80. circuito superposto
81. circuito tanque
82. circuito tanque de hastes paralelas
83. circuito telefônico
84. circuito telegráfico
85. circuito tetrafilar
86. circuito ultra-áudium
87. 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:
11

12. 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.
12

13. 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
constante, para ocorrer o aumento da potência é necessário diminuirmos o valor da resistência.
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14. 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:
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
14

15. 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.
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
15

16. 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.
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.
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17. 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
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.
17

18. 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
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.
18

19. 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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20. 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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21. 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=3HepT7TWBKPw0gHl58C
OBQ&ved=0CGIQsAQ&biw=1280&bih=833
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22. 5 - ANEXOS
Um vaso com componentes da PILHA DE BAGDÁ
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23. Um vaso DOS COMPONENTES DE BAGDÁ
Circuito elétrico
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