Eletricidade

O nosso corpo é um excelente condutor, sobretudo quando está molhado, por isso vou dar-vos a conhecer algumas das regras de segurança na utilização da eletricidade.

Regras de segurança na utilização da eletricidade: 

Fig.1- Segurança

• Não ligar muitos aparelhos elétricos à mesma tomada;
• Não desligar as fichas das tomadas puxando pelos fios;
• Não utilizar um aparelho elétrico com o fio de ligação em mau estado;
• Não tocar com os dedos ou objetos metálicos nas tomadas elétricas;
• Não substituir uma lâmpada fundida ou reparar qualquer aparelho elétrico ligado à corrente;
• Não tocar nos interruptores nem ligar aparelhos elétricos com as mãos molhadas;
• Não deitar àgua em ferros de engomar, chaleiras ou cafeteiras elétricas quando ligados à corrente;
• Não usar um aparelho elétrico sem antes ler as instruções de funcionamento;

 Cuidados a ter na instalação de circuitos elétricos:

• Os fios de ligação devem estar em bom estado;
• Qualquer instalação eleétrica deve ser feita de acordo com um esquema;
• Só se deve ligar a corrente elétrica depois de se certificar de que está tudo corretamente instaldo.

Cada vez é mais importante poupar eletricidade devido à quantidade de dinheiro que gastamos e devido à quantidade de recursos energéticos que estamos a gastar contribuindo assim para o crescimento da puluição do ambiente.

Grande parte da eletricidade que utilizamos é ainda produzida a partir de fontes de energia não renováveis como o carvão e o petróleo. 
É necessário reduzir a utilização destes combustíveis porque prevê-se que as suas reservas se esgotem entro de alguns anos. 


Procedimentos que permitem poupar eletricidade:

Fig.2- Poupança de energia

• Apagar as luzes sempre que se abandona um compartimento;
• Aproveitar a luz do dia;
• Utilizar lâmpadas florescentes ou de poupança de energia;
• Usar o aquecedor elétrico apenas quando necessário;
• Desligar rádio, televisão e aparelhagem de som quando não se está atento às suas emissões;
• Evitar abrir o frigorífico desnecessariamente;
• Desligar no interruptor todos os aparelhos que possuem luz de sinalização, de modo que fiquem sem funcionar;
• Recorrer a aparelhos elétricos classe A que são mais eficientes.

Circuito Eléctrico

Recetores de energia elétrica: são os aparelhos que recebem e transformam energia elétrica.

Fig.3- Exemplo de recetor elétrico: Lâmpada

Fontes de energia elétrica: é a energia que proporciona aos aparelhos o seu funcionamento.

Fig.4- Exemplo de fonte de energia elétrica: Pilhas 

Importantes informações sobre os circuitos elétricos:

• Todos os dispositivos elétricos têm dois terminais (nas pilhas chamam-se e pólos, pólo positivo e pólo negativo) 
• Existem os interruptores que permitem ligar e desligar os recetores, têm dois terminais: 

          Interruptor desligado = corrente desligada porque o circuito está interrompido
          Interruptor ligado = corrente ligada porque o circuito não está interrompido

• Para ligar entre si os dispositivos num circuito usam-se os fios de ligação e por vezes uns crocodilos ligados aos fios de ligação

Instalação de um circuito elétrico: 
Com uma lâmpada liga-se cada um dos terminais da lâmpada a um dos pólos da pilha, através de fios de ligação, intercalando tambem um interruptor



A lâmpada não acende quando: 

• Um dos terminais da lâmpada não está ligado à pilha;
• O interruptor não está fechado;
• Os dois terminais da lâmpada estão ligados ao mesmo pólo da pilha

A lâmpada acende quando:

• Liga-se cada um dos terminais da lâmpada a um dos pólos da pilha (circuito elétrico fechado)

Circuito elétrico fechado: É quando se liga um recetor a uma fonte de energia elétrica.


O sentido real da corrente é do pólo negativo para o pólo positivo da pilha. 
O sentido convencional da corrente é do pólo positivo para o pólo negativo da pilha.


Simbolos dos dispositivos elétricos:

• Pilha

Fig.5- Símbolo da pilha

• Fio de ligação

Fig.6- Símbolo do fio de ligação

• Motor

Fig.7- Símbolo do motor

• Reóstato

Fig. 8- Símbolo do reóstato

• Lâmpada

Fig. 9- Símbolo da lâmpada 

• Interruptor aberto 

Fig. 10- Símbolo do interruptor aberto

• Interruptor fechado

Fig. 11- Símbolo do interruptor  fechado

• Resistência

Fig. 12- Símbolo da resistência

• Voltímetro

Fig. 13- Símbolo do voltímetro

• Amperímetro

Fig. 14- Símbolo do amperímetro

Circuito elétrico em série: Neste circuito elétrico uma lâmpada é ligada a seguir à outra existindo um só caminho para a corrente elétrica.

Vantagens e Desvantagens:

• O interruptor comanda todas as lâmpadas;
• Quando se retira ou se funde uma das lâmpadas, todas se apagam;
• Quando se aumenta o número de lâmpadas a luminosidade de cada uma diminui.

Fig. 15- circuito elétrico em série

Fig. 16- circuito elétrico em série, esquema

Circuito elétrico em paralelo: Neste circuito elétrico cada lâmpada é instalada numa ramificação diferente, por isso existe mais do que um caminho para a corrente elétrica. Há um ponto chamdo nó, onde a corrente do ramo principal se divide pelas duas ramificações, e outro nó onde a corrente se junta de novo. 

Vantagens e Desvantagens:

• O interruptor instalado no ciruito principal comanda todas as lâmpadas, mas, instalado numa das ramificações, comanda apenas uma lâmpada;
• Quando se retira ou se funde uma das lâmpadas, as outras continuam acessas;
• Quando se aumenta o número de lâmpadas, a luminosidade de cada uma mantém-se.

Fig. 18- circuito elétrico em paralelo, esquema

Fig. 17- circuito elétrico em paralelo

Bons Condutores elétricos/condutores eltricos: são todos os materiais através dos quais a corrente elétrica passa. Exemplos: Metais, como o cobre e as ligas metálicas, e a grafite que não é um metal.

Maus Condutores elétricos/isoladores: são todos os materiais através dos quais a corrente elétrica não passa. Exemplos: Plástico, borracha e o algodão

O que é a corrente elétrica:

A corrente éelétrica é o movimento orientado de partículas com carga elétrica

• Nos átomos dos bons condutores elétricos, os eletrões mais afastados do núcleo libertam-se movendo-se desordenadamente no condutor- eletrões livres
• Quando o metal ou  grafite estão num circuito elétrico fechado o movimento dos eletrões livre no condutor é no sentido do termibnnal negativo para o terminal positivo
• Nas soluções condutoras não há eletrões livre mas há corpúsculos com carga elétrica que se movem livremente- iões- que podem ter carga positiva ou negativa
• Quando a solução condutora está num circuito elétrico fechado os iões positivos movem-se num sentido e os iões negativos movem-se noutro sentido.

Corrente elétrica contínua: Nas pilhas, nas associações de pilhas e nas baterias, os pólos positivos e negativos não mudam de sentido, estas fontes de energia produzem corrente elétrica que tem sempre o mesmo sentido.

Fig.19- corrente elétrica contínua

Corrente elétrica alterada: Outras fontes de energia produzem corrente elétrica que muda periódicamente de sentido. No nosso país esta corrente muda de sentido 50 vezes por segundo.

Fig.20- corrente elétrica alternada 

Grandezas Físicas:

• Diferença de Potencial (d.d.p): A diferença de potencial de uma fonte de energia relaciona-se com a energia que fornece à unidade de carga elétrica que atravessa o circuito. Representa-se por U ou V . A unidade de SI é o volt e o seu símbolo é o V, e os seu múltiplos são os quilovolt, KV  e o megavolt, MV e o submúltipo milivolt, mV. Para medir a diferença de potencial utiliza-se o Voltímetro. 

• Intensidade da corrente: esta grandeza física nos condutores metálicos e na grafite relaciona-se com o número de eletrões que passa numa secção reta do circuito por unidade de tempo. Representa- se por I. A unidade de SI é o Ampere e o seu símbolo é o A. Para medir a intensidade da corrente utiliza-se o Amperímetro.

• Resistencia elétrica: relaciona-se com a oposição que os condutores oferecem à passagem da corrente elétrica. Representa-se por R. A  unidade de SI é o ohm. Para medir a resistência elétrica utiliza-se o Ohmímetro.

• Energia elétrica: A energia elétrica que consumimos é medida em quilowatts-hora, kWh, pelos contadores da eletricidade. Representa-se por kWh. A unidade de SI é o joule e o seu símbolo é o J. Para medir a energia elétrica utiliza-se o contador de eletricidade.

• Potencia elétrica: Mede a energia elétrica consumida pelo recetor e transformada noutra ou noutras energias, por unidade de tempo. Calcula-se dividindo a energia elétrica consumida pelo tempo de funcionamento.

  

  Fig. 21- circuito elétrico em paralelo

Movimentos e Forças

Um corpo encontra-se em movimento ou em repouso, em relação a um determinado referencial (onde se encontra o observador).

Corpo está em:

• Movimento--> em relação a um referencial, quando a sua posição varia ao longo do tempo.
• Repouso--> em relação a um referencial, quando a sua posição não varia a longo do tempo. 

Exemplo (1):

O comboio encontra-se parado na estação.

Os passageiros estão sentados .

Os passageiros em relação à estação encontram-se em repouso.

Exemplo (2):

O comboio iniciou a sua viagem.

Os passageiros (que estão sentados) em relação ao comboio encontram-se em repouso, e em relação à estação encontram-se em movimento.

Trajetória:

A trajetória é uma linha imaginária que o corpo descreve durante o seu movimento. 

Tipos de trajetória:

• Retilínea

Fig.1- Trajetória retilínea

• Curvilínea

- Elíptica:

Fig.2- Trajetória curvilínea elíptica

- Circular:

Fig.3- Trajetória curvilínea circular

- Parabólica: 

Fig.4- Trajetória curvilínea parabólica

Distância (d):

• medida de comprimento da trajetória do corpo;
• é uma grandeza escalar;
• é expressa em metros (Si).

Fig.5- distância percorrida

Deslocamento (∆t)

• é o comprimento em linha reta entre o ponto de chegada e o ponto de partida;
• é uma variação de posição;
• o valor indica a distância medida em linha reta;
• é uma grandeza vetorial;
• é expressa em metros (SI);
• como se calcula: Δx = x_f - x_i
•  _{xf : posição final;}
•  x_{i : posição inicial}

Fig.6- deslocamento

Rapidez Média (rm)

• corresponde à distância percorrida, em média, em cada unidade de tempo;
• é uma grandeza escalar;
• é expressa em metros por segundo (m/s);
• como se calcula: 

  

  Fig.7- rapidez média

Intervalo de tempo:

•  Δt= tf - ti
• tf : tempo final
• ti : tempo inicial 

Velocidade média:

• é uma grandeza que nos informa a rapidez do movimento, a direção e o sentido desse movimento;
• é uma grandeza vetorial caracterizada pela direção, sentido e ponto de aplicação:

- Direção da velocidade é: direção da trajetória - movimento retilíneo; direção da tangente à trajetória - movimento curvilíneo;
- Sentido da velocidade é: o sentido do vetor (esquerda para a direita, cima para baixo);
- Ponto de aplicação: coincide com a posição ocupada pelo corpo o instante considerado.

• como se calcula:

Fig.8- velocidade média

Movimento Retilíneo:

Ponto de partida = Ponto de chegada => o movimento é nulo
Sem alteração do sentido => deslocamento = distância

• Movimento Retilíneo Uniforme (m.r.u):

O valor da velocidade média é constante.

Fig.9- movimento retilíneo uniforme

• Movimento Retilíneo Uniformente Acelerado (m.r.u.a)

A velocidade média aumenta ao longo do tempo.

Fig.10- movimento retilíneo uniformemente acelerado

• Movimento Retilíneo Uniformemente Retardado (m.r.u.r)

A velocidade média diminui ao longo do tempo.

Fig.11- movimento retilíneo uniformemente retardado

Aceleração média:

• é uma grandeza que nos indica como varia a velocidade à medida que o tempo decorre;
• exprime-se em metros por segundo ao quadrado m/s² 
• como se calcula: 

  

  Fig.12- aceleração média

Forças:

• O vetor força é uma grandeza vetorial (representam-se por vetores);
• Para caracterizar forças indica-se: Direção, Sentido, Intensidade e o Ponto de Aplicação;
• O resultado dos efeitos de todas as forças é igual ao de uma única força: a força resultante;
• Exprime-se em Newton (N);
• Para medir as forças utilizam-se o Dinamómetro Analógico ou o Dinamómetro Digital

Tipos de Forças:

• Forças de contacto:  ocorrem quando o agente que exerce a força entra em contacto com o objecto sobre o qual está a exercer a força.
• Forças à distância: ocorrem quando o agente que exerce a força não entra em contacto com o objecto sobre o qual está a exercer a força.

Forças de atrito: São orças de contacto que se opõem sempre ao movimento de um corpo. Dependem das superfícies de contacto e da massa do corpo.

A força resultante é nula quando:

• O corpo está em repouso;
• O corpo está em movimento retilíneo constante (velocidade constante)

1º Lei de Newton ou Lei da Inércia:

Fig.13- 1º lei de newton

A inércia é a oposição que qualquer corpo oferece à alteração da sua velocidade.

A 1º Lei de Newton ou Lei da Inércia é: qualquer corpo permanece no estado de repouso ou de movimento rectilíneo uniforme se a resultante das forças que actuam sobre esse corpo for nula.

- A massa de um corpo é uma medida da inércia desse corpo.
- Quanto maior for a massa do corpo, maior vai ser a sua inércia, mais difícil se torna alterar a sua velocidade.

2º Lei de Newton ou Lei Fundamental da Dinâmica:

Fig.14_ 2º lei de newton

É a força resultante do conjunto das forças que atuam num corpo, é diretamente proporcional à massa do corpo e à aceleração adquirida por este. 

Fr (N) = m (kg) x a ( m/s²⁾

Caso particular: P (peso=N) = m (g) x g ( m/s^{2 )}

                     ^{g= 9,8}  m/s² 

3º Lei de Newton ou Lei de ação - reação:

As forças atuam sempre aos pares 

O par ação - reaçãp está em corpos diferentes e por isso não se anula

Fig.15- 3º lei de newton

Compostos de Carbono

Os compostos de carbono são substâncias moleculares.

Hidrocarbonetos:

Os hidrocarbonetos são compostos formados por carbono e hidrogénio.

• Ligação Covalente Simples: Alcanos

- Metano (é o alcano mais simples):

Fórmula molecular: CH₄
Fórmula de estrutura:

Fig.1- Metano

- Etano:

Fórmula molecular: C₂H₆

Fórmula de estrutura: 

Fig.2- Etano

- Propano:

Fórmula molecular: C₃H₈

Fórmula de estrutura: 

Fig.3- Propano

- Butano: 

Fórmula molecular: C₄H₁₀

Fórmula de estrutura: 

Fig.4- Butano

As moléculas dos alcanos são designados por hidrocarbonetos saturados.

Nas moléculas dos alcanos só existem ligações covalentes simples.

O Metano, o Etano, o Propano e o Butano são os alcanos mais simpres.

Os alcanos encontram-se no gás natural e no petróleo.

Estes hidrocarbonetos saturados são principalmente utilizados como combustíveis.

• Ligação Covalente Dupla: Alcenos

- Eteno (alceno mais simples):

Fórmula molecular: C2H4

Fórmula de estrutura: 

Fig.5- Eteno

As moléculas dos alcenos chamam-se hidrocarbonetos insaturados.

Nas moléculas dos alcenos há uma ou mais ligações covalentes duplas entre os átomos de carbono.

Os alcenos são largamente utilizados como matéria-prima na indústria química. 

• Ligação Covalente Tripla: Alcinos

- Etino (alcino mais simples):

Fórmula molecular: C₂H₂

Fórmula de estrutura: 

Fig.6- Etino

As moléculas dos alcinos chamam-se hidrocarbonetos insaturados.

Nas moléculas dos alcinos há carbonos unidos por ligações covalentes triplas. 

Os alcinos intervêm em muitos síntese orgânicos.