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Corrente elétrica

Física

A corrente elétrica é a movimentação de portadores de cargas, como os elétrons, quando aplica-se uma diferença de potencial elétrico a algum material condutor.
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A corrente elétrica é o movimento de cargas elétricas, como os elétrons, que acontece no interior de diferentes materiais, em razão da aplicação de uma diferença de potencial elétrico. A corrente elétrica é a grandeza física que nos permite conhecer qual é a quantidade de carga que atravessa a secção transversal de um condutor a cada segundo. De acordo com o sistema internacional de unidades, a carga elétrica é medida em A.s (amperes vezes segundos), tal unidade, por sua vez, é chamada de coulomb (C).

Veja também: Tudo sobre Eletrostática

Tipos de corrente elétrica

Existem dois tipos de corrente elétrica: corrente elétrica contínua e corrente elétrica alternada. Apesar de ambas tratarem-se de uma movimentação de cargas elétricas, são fundamentalmente diferentes.

  • Corrente elétrica contínua

A corrente elétrica contínua é aquela na qual os elétrons são forçados a deslocar-se em sentido único. Isso não significa, entretanto, que todos os elétrons estejam movendo-se ordenadamente, pois na realidade o movimento das cargas elétricas é bastante caótico e lento. Isso é resultado das diversas colisões sofridas dos elétrons com a rede cristalina dos condutores enquanto arrastados pela ação de um campo elétrico externo.

Veja também: Circuitos elétricos – o que são, elementos, tipos

  • Corrente elétrica alternada

Na corrente elétrica alternada, o sentido do movimento dos elétrons é periodicamente invertido devido à uma inversão na polaridade do potencial que é aplicado ao condutor. Nesse tipo de corrente elétrica, os elétrons permanecem oscilando em torno da mesma posição, isso faz com que haja menos perdas de energia em razão do efeito Joule, transformação de energia elétrica em energia térmica. No Brasil, a frequência de oscilação da corrente elétrica alternada é de 60 Hz, isto é, os elétrons no interior dos fios movem-se em vai e vem cerca de 60 vezes por segundo.

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Fórmula de corrente elétrica

A corrente elétrica pode ser calculada pela razão entre o módulo da carga elétrica que atravessa um condutor pelo intervalo de tempo. A fórmula mais simples que é utilizada para calcular a corrente elétrica está mostrada a seguir, confira:

i – corrente elétrica (A)

ΔQ – carga elétrica (C)

Δt – intervalo de tempo (s)

No caso dos metais condutores, nos quais a condução é realizada pela movimentação de elétrons, podemos calcular a corrente elétrica em função do número de elétrons que atravessam-nos a cada segundo. Para isso, é necessário lembrar da quantização da carga elétrica, essa propriedade da matéria informa que a quantidade de carga total armazenada em um corpo é dada por um múltiplo inteiro da carga fundamental (e = 1,6.10-19 C) presente nos prótons e nos elétrons.

n – número de elétrons

e – carga elétrica fundamental

Se combinarmos as duas equações mostradas, podemos escrever a seguinte fórmula para a corrente elétrica:

As fórmulas mostradas são úteis para a resolução da maior parte dos exercícios que envolvem a corrente elétrica, entretanto não são úteis para os casos em que a corrente elétrica é variável. Nesses casos, é comum que um gráfico, tal como o que é mostrado a seguir, seja fornecido, observe:

Gráfico qualitativo de uma corrente elétrica variável.
Gráfico qualitativo de uma corrente elétrica variável.

O gráfico mostrado acima apresenta o módulo de uma corrente elétrica variável em função do tempo. Perceba que o módulo dessa corrente elétrica é decrescente. Nesses casos, é bastante útil calcular a área do gráfico, que corresponde à quantidade de carga conduzida durante esse intervalo de tempo.

Veja também: O que é campo elétrico?

Mapa Mental: Corrente Elétrica

Mapa Mental: Corrente Elétrica

*Para baixar o mapa mental em PDF, clique aqui!

Sentido convencional e sentido real da corrente elétrica

O sentido real da corrente elétrica é aquele no qual os elétrons deslocam-se em direção ao potencial elétrico mais elevado (positivo), uma vez que a sua carga elétrica é negativa. No entanto, por razões puramente arbitrárias, é possível assumir que os elétrons tenham cargas positivas e que eles desloquem-se em direção ao menor potencial elétrico, de modo a facilitar a compreensão e os cálculos relacionados à corrente elétrica.

Confira uma tabela que resume os conceitos de sentido real e sentido convencional:

Sentido real

Elétrons com carga negativa movem-se em direção do potencial positivo

Sentido convencional

Elétrons com carga positiva movem-se em direção ao potencial negativo

Corrente elétrica e potência

Quando a corrente elétrica atravessa materiais que apresentam resistência elétrica, um fenômeno chamado efeito Joule transforma parte da energia armazenada nos portadores de carga em calor.

Por meio do módulo da corrente elétrica, é possível calcular qual é a potência dissipada, ou seja, a quantidade de calor que é gerada a cada segundo, em virtude da passagem de uma corrente elétrica. Confira a seguir as principais fórmulas utilizadas para calcular a potência elétrica dissipada:

P – Potência (W)

R – Resistência elétrica (Ω)

i – corrente elétrica (A)

U – tensão elétrica ou potencial elétrico (V)

Acima, temos três maneiras possíveis de calcular a potência elétrica. Chamamos de U a queda de potencial ou tensão elétrica, estabelecida entre os terminais do condutor, já a resistência elétrica, R, mede a oposição oferecida por algum meio à passagem de corrente elétrica.

Efeitos da corrente elétrica

Nas lâmpadas incandescentes observam-se os efeitos térmicos e luminosos da corrente elétrica.
Nas lâmpadas incandescentes observam-se os efeitos térmicos e luminosos da corrente elétrica.

A corrente elétrica é capaz de produzir diversos efeitos quando conduzida através dos corpos. Entre eles, podemos destacar:

  • Efeitos térmicos: quando a corrente elétrica atravessa algum meio que apresente resistência elétrica, as colisões entre os elétrons e os átomos do condutor fazem com que ocorra um grande aquecimento.

  • Efeito químicos: Algumas reações químicas podem ser induzidas ou até mesmo catalisadas quando ocorrem na presença de correntes elétricas.

  • Efeitos magnéticos: A passagem de corrente elétrica em condutores faz com que um campo magnético surja ao seu redor.

  • Efeitos fisiológicos: Quando a corrente elétrica passa através dos seres vivos, seus músculos podem sofrer contrações fortes. Alguns valores de corrente elétrica são potencialmente fatais.

  • Efeitos luminosos: A corrente elétrica pode gerar luz ao atravessar certos tipos de gases ionizados, como aqueles que são empregados nas lâmpadas fluorescentes, ou ainda nas lâmpadas de mercúrio.

Entre os efeitos citados acima, um deles é de grande importância para a nossa segurança, uma vez que os efeitos fisiológicos da corrente elétrica podem ser bastante severos nos seres humanos.

Confira uma tabela que relaciona a intensidade da corrente elétrica com as possíveis consequências de sua passagem pelo corpo humano:

Intensidade da corrente elétrica (A)

Efeito fisiológico mais comum

0,001 a 0,01

Pequenos formigamentos;

0,01 a 0,1

Contrações musculares, dor, dificuldade respiratória, parada cardíaca;

0,1 a 0,2

Fibrilação ventricular;

0,2 a 1,0

Parada cardíaca e parada cardiorrespiratória;

1,0 a 10,0

Queimaduras graves, parada cardíaca e, possivelmente, morte

 

 

Por Me. Rafael Helerbrock

A corrente elétrica é o fluxo de cargas elétricas motivado por uma diferença de potencial.
A corrente elétrica é o fluxo de cargas elétricas motivado por uma diferença de potencial.

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

HELERBROCK, Rafael. "Corrente elétrica"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/corrente-eletrica.htm. Acesso em 09 de dezembro de 2019.

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Lista de Exercícios
Questão 1

Uma corrente elétrica de intensidade igual a 5 A percorre um fio condutor. Determine o valor da carga que passa através de uma secção transversal em 1 minuto.

Questão 2

Por um fio condutor metálico passam 2,0.10²0  elétrons durante 4s. Calcule a intensidade de corrente elétrica que atravessa esse condutor metálico.
(Dada a carga elementar do elétron e = 1,6.10-19 C).

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