ELETRICIDADE

Eletricidade é o fenômeno físico associado a cargas elétricas estáticas ou em movimento. Seus efeitos se observam em diversos acontecimentos naturais, como nos relâmpagos, que são faíscas elétricas de grande magnitude geradas a partir de nuvens carregadas. Modernamente, confirmou-se que a energia elétrica permite explicar grande quantidade de fenômenos físicos e químicos.

Em experimentos com o que ele chamava de eletricidade atmosférica, Galvani descobriu que uma perna de rã poderia se contrair quando presa por um gancho bronze em uma treliça de aço. Outro italiano, Alessandro Volta, um professor da Universidade de Pavia, afirmou que o bronze e o aço, separados por um tecido úmido de rã, geravam eletricidade, e que a perna de rã era apenas um detector.Em 1800, Volta conseguiu amplificar o efeito pelo empilhamento de placas feitas de cobre, zinco e papelão úmido respectivamente e fazendo isto ele inventou a bateria.Uma bateria separa cargas elétricas através de reações químicas. Se a carga é removida de alguma forma, a bateria separa mais cargas, transformando energia química em energia elétrica. Uma bateria pode produzir cargas, por exemplo, para forçá-las através do filamento de uma lâmpada incandescente. Sua capacidade para realizar trabalho por reações elétricas é medida em Volt, unidade nomeada por Volta. Um volt é igual a 1 joule de trabalho ou energia por cada Coulomb de carga. A capacidade elétrica de uma bateria para realizar trabalho é denominada Força Eletromotriz, ou fem.

Este trabalho tem como objetivo ampliar o nosso conhecimento sobre campo elétrico.A principal característica de uma carga elétrica é a sua capacidade de interagir com outras cargas elétrica (atraindo-as ou repelindo-as, dependendo dos seus sinais). Esta capacidade está relacionada ao campo elétrico que estas cargas geram ao seu redor, como se fosse uma "aura" envolvendo-as. Na prática o que acontece é o seguinte:Uma carga Q sempre gera um campo elétrico ao seu redor, que é invisível mas existe; ele pode ser percebido se colocarmos uma outra carga q (denominada carga de prova) nas proximidades desta. Esta carga de prova q será atraída ou repelida, dependendo do seu sinal, e a força elétrica responsável por isso pode ser calculada usando-se a Lei de Coulomb.Mas será que podemos calcular também o valor do campo elétrico presente em uma região do espaço?Podemos também, calcular o valor do campo elétrico presente em uma região do espaço; pegando uma carga de prova q de valor conhecido e coloque-a em uma região do espaço onde exista um campo elétrico. Ela certamente será atraída ou repelida, ou seja, em ambos os casos haverá uma força elétrica F que agirá sobre a pequena carga q. Se soubermos o valor desta força, poderemos calcular o valor do campo elétrico usando a expressão:E é o valor do campo elétrico, e sua unidade é N/C (Newton por Coulomb) F é o valor da força elétrica, em Newtons (N) que atua sobre a carga c de prova q, medida em Coulomb (C).Obs: Aqui não é necessário saber o valor da carga Q geradora do campo elétrico, mas somente da carga qque foi colocada próxima do mesmo.Cálculo do campo elétrico através da carga geradora (Q)Deve-se saber antes, que:Cargas negativas geram campos de aproximação (ou seja, o vetor vetor campo elétrico sempre aponta para a carga geradora). Podemos ver que o vetor campo elétrico E existente no ponto P.Cargas positivas geram campos de afastamento (ou seja, o vetor vetor campo elétrico aponta para o sentido contrário ao do centro da cerga carga geradora). Podemos ver que o vetor campo elétrico Eexistente no no ponto P.A maneira para se calcular a intensidade de um campo elétrico, em um ponto P qualquer, usando a carga geradora Q, é usando a equação a seguir:Aqui K é a constante eletrostática, que vale 9 x 109 Nm2 /C2. Q é o o valor da carga geradora, em Coulomb, e d é a distância em metros metros entre a carga geradora e o ponto onde queremos calcular o valor valor do campo elétrico E.ConclusãoConcluímos que campo elétrico é um tipo força que as cargas elétricas geram ao seu redor.

A carga elétrica é considerada como sendo uma propriedade que se manifesta em algumas das chamadas partículas elementares; por exemplo, nos prótons e elétrons.Os prótons e elétrons são os portadores do que denominamos carga elétrica, mas esta propriedade não se manifesta exatamente da mesma forma nessas partículas; convencionou-se, então, a chamar a carga elétrica dos prótons de positiva (+) e a dos elétrons de negativa (-).Experiências realizadas no transcorrer do início do século XX, notadamente por Millikan, permitiram verificar que prótons e elétrons apresentam cargas elétricas de mesmo valor absoluto e que a quantidade de carga apresentada por ambos corresponde à menor quantidade de carga que uma partícula pode ter; a este valor chamamos de carga elementar e representa-se por e.O valor desta carga e no SI - Sistema Internacional - é dado por 1,6.10-19 coulomb. Corpo eletricamente neutro e corpo eletrizado Um corpo apresenta-se eletricamente neutro quando o número total de prótons e de elétrons está em equilíbrio na sua estrutura.Quando, por um processador qualquer, se consegue desequilibrar o número de prótons com o número de elétrons, dizemos que o corpo está eletrizado. O sinal desta carga dependerá da partícula que estiver em excesso ou em falta. Por exemplo, se um determinado corpo possui um número de prótons maior que o de elétrons, o corpo está eletrizado positivamente, se for o contrário, isto é, se haver um excesso de elétrons o corpo é dito eletrizado negativamente. Princípios Fundamentais da Eletrostática Princípio das ações elétricas: cargas elétricas de sinais iguais se repelem e de sinais contrários se atraem.Princípio da conservação das cargas elétricas: num sistema eletricamente isolado a carga elétrica total permanece constante. Processos de eletrização Podem ser de três tipos.Atrito: processo conhecido desde a Antiguidade, pelos gregos, e que consiste em se atrair corpos inicialmente neutros; durante a fase do atrito ocorre a transferência de elétrons de um corpo para outro. O corpo que perde elétrons fica eletrizado positivamente e aquele que ganha elétrons, eletriza-se negativamente. Na eletrização por atrito os corpos sempre se eletrizam com cargas iguais mas de sinais contrários. Os sinais que as cargas irão adquirir depende, dos tipos de substâncias que serão atritadas.Contato: um corpo é eletrizado pelo contato com outro corpo previamente carregado.Na eletrização por contato os corpos sempre se eletrizam com cargas de mesmo sinal. Indução eletrostática: um corpo é eletrizado apenas pela aproximação de um outro corpo previamente eletrizado, todavia, para que esta eletrização se mantenha é necessário de utilizar de um simples artifício, sem o qual o corpo volta ao seu estado anterior. Na eletrização por indução, o corpo induzido sempre se eletriza com carg de sinal contrário à do corpo indutor. Veja mais: Processos de Eletrização Histórico A eletricidade como ciência data de 600 a.C, quando os gregos observaram que uma pedra de âmbar, ao ser atritada com lã, adquiria a capacidade de atrair para si pequenos objetos.Quando um bastão de vidro é atritado com seda, adquire essa capacidade graças à passagem de algo, de um corpo para outro. Esse algo, transferido durante a fricção dos corpos é chamado genericamente de cargas elétricas, e os corpos nesse estado se encontram carregados de eletricidade, isto é, se encontram eletrizados.Diversas teorias foram propostas para justificar tais fenômenos elétricos. Atualmente, eles são explicados da seguinte maneira: Todos os corpos são formados de átomos, os quais são constituídos de partículas elementares, sendo as principais: elétrons, prótons e nêutrons. Os prótons e os nêutrons acham-se localizados na parte central do átomo chamado de núcleo. Ao redor do núcleo movem-se os elétrons.Os prótons em presença se repelem, o mesmo acontecendo com os elétrons. Entre um elétron e um próton há atração.Estes comportamentos são idênticos aos observados entre os bastões de vidro e os panos de lã.Para explicá-los associa-se aos prótons e aos elétrons uma propriedade física denominada carga elétrica. Os prótons e os elétrons apresentam efeitos elétricos opostos. Por esse motivo, há duas espécie de cargas elétricas: positiva (carga elétrica do próton) e negativa ( carga elétrica do elétron) Os nêutrons não tem carga elétrica.Num átomo, o numero de prótons é igual ao numero de elétrons, e o átomo, como um todo, é eletricamente neutro.Ao atritarmos o bastão de vidro e o pano de lã, ocorreu uma troca de elétrons entre o bastão e o pano de lã, de modo que um ficou com falta de elétrons e o outro com excesso de elétrons.Os corpos que apresentam excesso ou falta de elétrons são chamados de corpos eletrizados. Princípio da Eletrostática A eletrostática é a parte da física que estuda as propriedades e a ação mútuas das cargas elétricas em repouso em relação a um sistema inercial de referência.O princípio da ação e repulsão diz que: cargas elétricas de mesmo sinal se repelem e cargas de sinais contrários se atraem.O princípio da conservação das cargas elétricas diz: num sistema eletricamente isolado, a soma algébrica das cargas positivas e negativas é constante. Considere dois corpos A e B com cargas Q1 e Q2 respectivamente, admitamos que houve troca de cargas entre os corpos e os mesmos ficaram com cargas Q1’ e Q2’ respectivamente. Temos então pelo princípio da conservação das cargas elétricas que: Q1 + Q2 = Q1’ + Q2’ = constante. Condutores e isolantes Segurando uma barra de vidro por uma das extremidades e atritando a outra com um pano de lã, somente a extremidade atritada se eletriza. Isto significa que as cargas elétricas em excesso localizam-se em determinada região e não se espalha.Fazendo o mesmo com uma carga metálica, esta não se eletriza.Repetindo o processo anterior, mas segurando a barra metálica por meio de um barbante, a barra metálica se eletriza e as cargas em excesso se espalham pela superfície.Os materiais, como o vidro, que conservam as cargas nas regiões onde elas surgem são chamada de isolantes ou dielétricos. Os materiais, nos quais as cargas se espalham imediatamente , são chamados de condutores. È o caso dos metais, do corpo humano e do solo. Ao atritarmos a barra metálica, segurando-a diretamente com as mãos, as cargas elétricas em excesso espalham-se pelo metal, pelo corpo e pela terra que são condutores. Com isso, a barra metálica não se eletriza devido as suas dimensões serem reduzidas em relação as dimensões da terra. Deste fato, se ligarmos um condutor eletrizado à terra, este se descarrega.Quando um condutor estiver eletrizado positivamente, elétrons sobem da terra para o condutor, neutralizando seu excesso de cargas positivas. Quando um condutor estiver eletrizado negativamente, seus elétrons em excesso escoam para a terra. Poder das pontas Sabe-se que num condutor carregado em equilíbrio, a carga elétrica se distribui apenas na superfície externa. Mas essa distribuição de carga só é influenciada no caso muito particular de um condutor esférico afastado da influência de outros condutores.No caso mais geral, a distribuição das cargas elétricas é muito regular. Dai, ter-se definido uma nova grandeza , chamada densidade de carga supercial.Verificou-se experimentalmente que, quato menor era o raio de curvatura de uma pequena região de um condutor carregado, maior era a densidade superfical de carga. Dai haver grande acumulo de cargas elétricas nas regiões pontiagudas.Autoria: Carlos Alberto Bezerra Junior

A grande tecnologia avançada presente nos dias de hoje se deve ao fato do grande desenvolvimento dos estudos dos circuitos elétricos. Por isso é muito importante entender o que é, como ele funciona na prática e quais são os elementos que o compõe. Um circuito elétrico nada mais é do que o conjunto de vários elementos que possuem funções diferentes a fim de se obter a finalidade desejada. Classificação Os circuitos elétricos são classificados de duas maneiras: Circuitos de corrente contínua: possuem fontes de tensão e correntes contínuas (que não variam no decorrer do tempo). Circuitos de corrente alternada: possuem fontes de tensão e correntes alternadas (que variam no decorrer do tempo) Para fazer a análise matemática de circuitos elétricos, é preciso conhecer no mínimo dois conceitos básicos. A lei das malhas (também chamadas lei de kirchhoff) e a lei de ohm. Elementos de um Circuito Abaixo estão citados e representados alguns dos elementos que podem fazer parte de um circuito elétrico. 1 – Resistores: Elementos de um circuito que basicamente possuem a função de transformar energia elétrica em energia térmica através do efeito joule e assim limitar a corrente elétrica em um circuito. Podem ser combinados de duas formas:Combinação em série: nesse caso quando combinados, a resistência equivalente (resistência total) referente a essa combinação irá aumentar de forma que se obtenha a resistência total desejada.Combinação em paralelo: nesse caso, a resistência equivalente (resistência total) referente a essa combinação irá diminuir de forma que se obtenha a resistência total desejada.O objeto real: Representação no papel:O símbolo que representa os resistores geralmente é a letra R ou r. 2. Capacitores: Também denominados de condensadores, possuem a função de armazenar cargas elétricas e assim gerar energia eletrostática. É representado em um circuito elétrico como ilustrado:Objeto real:Representação no papel:O símbolo que representa o capacitor geralmente é a letra C ou c. 3. Geradores: Elementos responsáveis por transformar diversos tipos de energia em energia elétrica.Alguns tipos de energia transformada pelo gerador são: Energia térmica, energia mecânica, energia química e etc.Objeto real:Objeto no papel: 4 – Indutores: É uma espécie de dispositivo elétrico que tem como função principal de armazenar energia elétrica na forma de campos magnéticos. Normalmente ele é construído como uma bobina feita de um fio condutor(geralmente de cobre).Objeto real: Objeto no papel:O símbolo que representa o indutor geralmente é a letra L ou l. Combinação de Elementos em um Circuito Além desses elementos, existem vários outros que podem ser combinados com a finalidade de construir um ou mais circuitos que tem certamente uma função direcionada pelo seu construtor. Abaixo estão listados alguns tipos de circuitos elétricos que usam alguns desses elementos citados acima:1 - Circuito com resistores (R), capacitores (C), geradores (V0) e chave (S): 2 – circuito com indutor (L), capacitor (C), resistor (R), tensão alternada (e(t))3 – circuito com apenas resistores e geradores:FONTE: http://pt.wikipedia.org/wiki/Capacitor http://pt.wikipedia.org/wiki/Indutor http://pt.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9trico http://pt.wikipedia.org/wiki/Resistor Por: Luíz Guilherme Rezende Rodrigues

Este trabalho se dedica a estudar o movimento da carga elétrica ou corrente elétrica. Veremos desde os Princípios Básicos até como todo processo de produção de energia elétrica é realizado. CONDUTORES E ISOLANTES Condutor elétrico é todo corpo que permite a movimentação de carga no seu interior. Caso não seja possível essa movimentação, então o corpo é chamado de isolante elétrico.A seguir mostramos numa tabela alguns condutores e alguns isolantes: Bons Condutores Bons Isolantes Metais em geral Vidro Grafite Cera Cerâmica Borracha Água SedaOs condutores elétricos mais comuns são os metais, que caracterizam-se por possuírem grande quantidade de elétrons-livres, por exemplo: o alumínio possui 2 elétrons na última camada, já o ferro possui 2 e o cobre possui 1. Esses elétrons possuem uma ligação fraca com o núcleo, tendo certa liberdade de movimentação, o que confere condutibilidade aos metais.Normalmente, o movimento o movimento dos elétrons livres no metal é caótico e imprevisível. No entanto, em certas condições, esse movimento torna-se ordenado, constituindo o que chamamos de corrente elétrica.IMPORTANTE: CORRENTE ELÉTRICA É O MOVIMENTO ORDENADO DE CARGAS ELÉTRICAS.Embora a corrente elétrica nos metais seja constituída de elétrons em movimento ordenado, por convenção, tradicionalmente aceita, admite-se que o sentido da corrente elétrica é oposto ao movimento dos elétrons.Portanto de agora em diante iremos utilizar o sentido convencional, para indicar o sentido da corrente elétrica. INTENSIDADE DE CORRENTE ELÉTRICA Definimos intensidade de corrente elétrica como sendo a quantidade de carga que passa numa seção transversal de um condutor durante um certo intervalo de tempo.É importante dizer que seção transversal é um corte feito no fio para medir, como num pedágio, quantos elétrons passa por ali num intervalo de tempo.Portanto, podemos escrever que:UNIDADES NO SI:Q = carga elétrica > Coulomb (C)Delta t = intervalo de tempo > segundo (s)i = intensidade de corrente elétrica > Coulomb por segundo (C/s) = Ampere (A)IMPORTANTE: FREQÜENTEMENTE UTILIZAMOS SUBMÚLTIPLOS DO AMPERE.1 mA = 10-3 A (miliampere)1 uA = 10-6 A (microampere)Quando a corrente elétrica mantém sentido invariável ela é denominada corrente contínua (C.C.). Caso o sentido da corrente elétrica se modifique no decorrer do tempo, ela é denominada corrente alternada (C.A.) TENSÃO ELÉTRICA OU DIFERENÇA DE POTENCIAL (d.d.p) Normalmente as cargas elétricas livres de um condutor metálico isolado estão em movimento desordenado, caótico. Falamos anteriormente que em certas condições podemos transformar este movimento desordenado em movimento ordenado, basta ligarmos as extremidades do condutor aos terminais de um dispositivo chamado gerador. A função do gerador é fornecer às cargas elétricas energia elétrica, evidentemente à custa de outra forma de energia. Resumindo, um gerador é o dispositivo elétrico que transforma um tipo qualquer de energia em energia elétrica.São exemplos de geradores as pilhas, as baterias de relógio e as baterias de automóvel.A medida que as cargas se movimentam elas se chocam com os átomos que constituem a rede cristalina do condutor, havendo uma conversão de energia elétrica em energia térmica. Assim, as cargas elétricas irão “perdendo” a energia elétrica que receberam do gerador. Portanto, considerando o condutor representado na figura 5 na extremidade B cada carga elementar possui uma energia elétrica EB menor que a energia elétrica na extremidade A EA (EB < EA).A relação entre energia elétrica que a partícula possui num determinado ponto do condutor e a sua carga elétrica (carga elementar) define uma grandeza física chamada de potencial elétrico (V). e Entre esses pontos haverá uma diferença de potencial elétrico (d.d.p.) ou tensão elétrica (U), dada por: onde VA > VBUNIDADES NO SI:E = energia > Joule (J)e = carga elementar > Coulomb (C)V = potencial elétrico > Joule por Coulomb = Volt (V)U = d.d.p. > Joule por Coulomb = Volt (V)ENTENDA MELHOR O QUE É d.d.pPara uma melhor compreensão da importância da d.d.p. dentro da eletricidade iremos fazer uma analogia com a hidrostática.Observe a figura 5a abaixo e note que o nível do líquido é o mesmo dos dois lados do tubo (vaso comunicante). Neste caso não existe movimento do líquido para nenhum dos dois lados. Para que ocorra movimento é necessário um desnivelamento entre os dois lados do tubo (observe a figura 5b). Figura 5a Figura 5bNeste caso o líquido tenderá a se mover até que os dois lados do tubo se nivelem novamente (figura 5c). Podemos concluir que para existir movimento é necessário que exista uma diferença de nível entre os dois lados do tubo (d.d.n.). Figura 5c Figura 5dPara que o líquido fique sempre em movimento, podemos colocar uma bomba para retirar a água de um lado para o outro, fazendo com que sempre haja uma d.d.n. entre os dois tubos (figura 5d).Podemos fazer uma analogia da situação descrita anteriormente com o movimento das cargas elétricas. Para isso vamos trocar os tubos por condutores elétricos (fios), a bomba por um gerador (pilha) e passaremos a ter a seguinte situação:Da mesma forma que a bomba mantém uma diferença de nível para manter o movimento do líquido, o gerador mantém a diferença de potencial elétrico (d.d.p.) para manter o movimento ordenado de elétrons. Esquematicamente temos: Pode-se verificar que no condutor, o sentido da corrente elétrica é da extremidade de maior potencial (pólo positivo) para a extremidade de menor potencial (pólo negativo).Por: Maurício Ruv Lemes (Doutor em Ciência pelo Instituto Tecnológico de Aeronáutica - ITA)

Não existe forma de falar de potência de uma forma geral sem falar de energia. Esse artigo se limitará na relação de potência e energia elétrica.A energia de uma forma geral pode ser entendida como sendo a capacidade de uma força aplicada a um corpo realizar trabalho. Assim quando um corpo sofre modificação em seu estado como sua forma, posição etc. através de uma força aplicada a ele, diz-se que a força está realizando trabalho.O trabalho pode ser representado matematicamente por:W = F.d.cossΘOnde: W = trabalho realizado pela força F = força Θ = ângulo entre a força F e o deslocamento dPode-se dizer então que o trabalho mede a energia transferida pela atuação de alguma força em um dado objeto.Uma conclusão importante pode ser retirada:Falar de trabalho é falar de energia e consequentemente de potência.Dessa conclusão pode-se relacionar a potência com o trabalho de uma força aplicada a um corpo. Apotência nada mais é do que a razão entre o trabalho e o tempo geralmente o segundo (s).Matematicamente a potência pode ser equacionada da forma:P = W/tOnde: P = potência W = trabalho t = unidade de tempoSabe-se que ao ser percorrido por uma corrente elétrica, os resistores fazem a conversão de energia elétrica em energia térmica liberando calor e aumentando sua temperatura. Isso recebe o nome de efeito joule.Qualitativamente o efeito joule diz o seguinte:A potência dissipada por um resistor é diretamente proporcional a sua resistência e a corrente percorrida ao quadrado. Matematicamente é o mesmo dizer que:P = R.i2onde: R =resistência i = corrente elétrica P = potencia elétrica dissipadaMas como visto, a potência nada mais é do que:P = W/tLogo fazendo a substituição:W = R.i2.tOnde: W = trabalho realizado pela força R = resistência i = corrente elétrica t = tempoEm termos elétricos o trabalho (W) realizado por uma força elétrica em cada portador de carga (q) é entendido da forma:W = q.UOnde: W = trabalho U = tensão elétrica q = carga elétricaPor outro lado, quando uma carga atravessa uma parte do circuito em um tempo Δt, a carga então poderá ser calculada como sendo:q = i.ΔtEntão se pode chegar em:W = i.Δt.UCom visto anteriormente:P = W/tLogo:P = i.Δt.U / ΔtP = i.UPode-se chegar à outra forma de expressar a potência elétrica em termos da resistência usando a lei de ohm:U = R.iP = i.ULogo:P = R.i2 ou P = U2/R Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Trabalho_(f%C3%ADsica) http://pt.wikipedia.org/wiki/Teorema_do_trabalho-energia http://www.slideshare.net/belchior56/energia-e-potncia-elctrica Por: Luíz Guilherme Rezende Rodrigues

Das necessidades humanas e da análise de circuitos elétricos, existe um tipo de elemento muito importante de se tratar separadamente. Esse elemento é denominado receptor elétrico.Ao contrário dos geradores elétricos que transformam qualquer tipo de energia em essencialmente energia elétrica, os receptores elétricos fazem o processo contrário, no entanto possuem como função básica a transformação de energia elétrica em qualquer tipo de energia não elétrica e que não seja apenas energia térmica, pois tais elementos que fazem apenas essa transformação são denominados resistores. Um esquema pode servir para entender melhor o conceito de receptores elétricos:Como exemplos práticos e concretos, podem ser citados alguns tipos de receptores elétricos que fazem o processo de transformar energia elétrica em energia mecânica como: liquidificador, ventilador, batedeira e etc.Na prática vale a pena entender que a energia elétrica não será totalmente transformada em outro tipo apenas, pois uma fração menor dessa energia irá se transformar em energia térmica devido a presença da resistência interna r e do efeito joule. Já a outra grande parte se transformará em outro tipo de energia que se queira obter.A estrutura de um receptor elétrico é basicamente a mesma de um gerador elétrico com apenas uma diferença. Os receptores possuem pólos trocados, ou seja, a corrente elétrica entra pelo pólo positivo e sai pelo pólo negativo. Em termos de análise de circuitos, os receptores podem ser entendidos como sendo um gerador de pólos trocados.Uma representação de receptor esta ilustrada abaixo:Onde: E = força contra eletromotriz i = corrente elétrica r = resistência interna U = tensão elétrica entre os pontos A e B É preciso entender de onde vem a energia elétrica que será transformada em outro tipo de energia. Sabe-se que os geradores transformam energia de qualquer tipo em energia elétrica para o circuito, logo essa energia elétrica que será transformada pelo receptor só poderá vim dos geradores. Então, uma conclusão importante pode ser tirada. CONCLUSÃO: Os receptores só funcionam se estiver associado a eles um gerador que fornecerá a energia elétricaque será convertida em outra forma de energia.Um esquema de associação de gerador, receptor esta indicado abaixo. Como os receptores possuem pólos trocados em relação aos geradores, a diferença de potencial entre seus pólos é denominada força contra eletromotriz. E então como nos geradores pode-se pensar na equação característica de um receptor elétrico.Matematicamente a equação que rege esses elementos pode ser equacionada da forma:U = E’ – r’.iOnde: U = tensão elétrica E’ = força contra eletromotriz r’ = resistência interna do receptor i = corrente elétricaFONTE: http://pt.wikipedia.org/wiki/Receptor_el%C3%A9trico http://www.fismat.net.br/aulas%20de%20f%C3%ADsica/aula-eletricidade/Receptores%20eletricos.pdf Por: Luíz Guilherme Rezende Rodrigues

Uma das principais fontes de energia da civilização contemporânea é a energia elétrica. O princípio físico em função do qual uma das partículas atômicas, o elétron, apresenta uma carga que, por convenção, se considera de sinal negativo constitui o fundamento dessa forma de energia, que tem uma infinidade de aplicações na vida moderna.

A constituição elétrica da matéria se fundamenta numa estrutura atômica em que cada átomo é composto por uma série de partículas, cada uma com determinada carga elétrica. Por isso se define carga elétrica como propriedade característica das partículas que constituem as substâncias e que se manifesta pela presença de forças. A carga elétrica apresenta-se somente em duas variedades, convencionalmente denominadas positiva e negativa.

Classificação dos geradores quanto ao tipo Todos os geradores eletroquímicos desenvolvidos com base na pilha de Volta são constituídos essencialmente de dois eletrodos e um eletrólito, mesmo que sejam diferentes entre si por muitas outras características. Dependendo do trabalho que desenvolvem e de suas propriedades específicas, os geradores eletroquímicos podem ser classificados em dois grupos: Geradores eletrolíticos primários que não podem ser recarregados; Geradores eletrolíticos secundários recarregáveis. Os geradores eletrolíticos primários são aqueles que produzem um único processo de descarga, pois suas reações químicas internas são irreversíveis. Dessa maneira, no final de um determinado período de uso, o gerador se esgota, pois seus componentes internos se degradam completamente.Os geradores primários simples são chamados pilhas. Ao conjunto de duas ou mais pilhas (ou células) e aos geradores do segundo grupo dá-se o nome de bateria. Os geradores secundários incluem todos os modelos de equipamento que permitem cargas e descargas repetidas. Isso acontece porque as transformações químicas que se verificam no interior dos geradores podem ser revertidas se aplicar-se sobre seus terminais determinadas tensões e correntes elétricas.No grupo de geradores primários destacam-se os seguintes tipos de pilhas: Pilha de zinco-carbono Pilha alcalina Pilha de mercúrio Pilha de prata Pilha de lítio. No grupo de geradores secundários destacam-se dois tipos que têm aplicações muito diversas: Bateria de chumbo Bateria de niquel-cádmio. Capacidade e durabilidade Tanto a capacidade das pilhas como a das baterias é determinada com base no produto (multiplicação) de dois parâmetros (dados): corrente de descarga e a duração da descargar. O valor do produto é expresso por unidades de medida especiais o ampere-hora (Ah) e o miliampere-hora (mAh). A carga acumulada por um pilha ou uma bateria pode ser expressa na forma de densidade de energia, definida em watt-hora por quilo de peso ou em watt-hora por centímetro cúbico (cm3) de volume.Para escolher o tipo de pilha ou bateria para determinado aparelho, é preciso ter em mente o nível mínimo de tensão que esse aparelho pode suporta. Esse nível mínimo é chamado nível-limite de tensão, naturalmente, quanto mais alto for para determinado aparelho, mais curta será a vida útil da pilha ou bateria usada para alimenta-lo.Não é difícil definir com relativa precisão o nível-limite de tensão de pilhas de mercúrio ou prata. Elas geralmente operam com cargas fracas em relação a outros tipos de pilha, mas essa carga se mantém constante em cerca d 95% de sua vida útil, apresentando um queda brusca a partir daí.Nas pilhas de zinco-carbono, ao contrário, a determinação do nível limite de tensão é mais difícil, pois a queda de tensão na pilha durante a descarga aumenta irregularmente com o passar do tempo. Por esse motivo, num aparelho com alto nível limite de tensão (para os quais esse tipo de pilha é bem mais apropriado), as pilhas se esgotam em um determinado período de tempo. No entanto, se forem usadas em equipamentos que exigem tensões inferiores, elas podem continuar a funcionar por várias horas ou dias.Um outro dado importante na questão da determinação do nível-limite é o da "recuperação da tensão". Esse fenômeno ocorre nos aparelhos de funcionamento intermitente, pois as baterias tendem a recarregar-se enquanto eles estão desligados.Nesses casos as pilhas de zinco carbono apresentam um apreciável recuperação de tensão, a ponto de dobrar seu período de vida útil, com a passagem de uma carga constante a uma carga intermitente. Nas mesmas condições , as pilhas alcalinas aumentam seu período de duração em 20%. Outro fator importante na determinação da duração das pilhas é o tipo de eletrólito - seco ou líquido - que elas utilizam. O líquido pode sofrer evaporação ou vazamento durante a estocagem, e isso diminui a duração ou invalida a pilha permanentemente.A temperatura também influi na duração das pilhas, pois as reações químicas internas diminuem a baixas temperaturas.As pilhas mais usadas atualmente são as de zinco-carbono, que apresentam, em geral, a forma de um cilindro cujo volume determina a quantidade de energia que elas podem fornecer. Seu pólo negativo é formado pelo involucro externo, enquanto o cilindro central de carbono, coberto por um capuz metálico e isolado do envolucro, constitui o pólo positivo. Classificação das pilhas a) Pilhas de zinco-carbonoEssas pilhas podem Ter outro formato além do cilíndrico, como por exemplo, o de um paralelepípedo, com os dois pólos numa das faces. Seus terminais, neste caso, também são de formato diferente e colocados de modo que possam receber um sistema de ligação por pressão.A estrutura interna da pilha de zinco-carbono é igual à da pilha constituída pelo químico Leclanché. Servindo-se de um vaso, ele usou como eletrodos para o pólo positivo um pequena barra de carvão, colocada num saquinho de tela resistente juntamente com uma mistura de grafite e bióxido de manganês. Para o pólo negativo utilizou uma pequena barra de zinco. O líquido que envolve as duas barras, também chamado de eletrólito, é uma solução de sais de amoníaco e água.Denominadas pilhas secas as pilhas atuais contêm, no centro do cilindro que constitui sua cápsula, uma barra de carvão. Em torno dessa barra de carvão encontra-se uma área de material absorvente, completamente impregnado pelo eletrólito, que é constituído por amoníaco, bióxido de manganês, óxido de zinco, cloreto de zinco e água. Com um revestimento externo de zinco, o conjunto é hermeticamente fechado na parte superior, onde sobressai apenas o terminal positivo em contato com a barra de carvão. Nessa parte superior do invólucro metálico externo encontra-se um revestimento isolante que separa os pólos positivo e negativo.Também nas paredes do invólucro há uma capa isolante, mas a base, que constitui o terminal negativo, fica a descoberto. Essas pilhas fornecem um tensão de 1,5V; a energia e, consequentemente , a intensidade da corrente a ser fornecida dependem do volume de eletrólito contido na pilha e da área de seus eletrodos positivo e negativo. Tendo um baixo custo no mercado, esse tipo de pilha pode ser usado em alta escala, embora só seja eficiente em aplicações que requerem uma alimentação intermitente, já que ela apresenta uma queda progressiva de tensão. Por outro lado, sua capacidade de regeneração durante os períodos de descarga é elevada.b) Pilhas alcalinasAs pilhas alcalinas são formadas por um anodo de zinco com superfície ampla e por um catodo de óxido de manganês de densidade elevada. Elas se diferenciam das de zinco-carbo especiamente pela composição do eletrólito, que é de hidróxido de potássio, e apresenta em relação a estas quase o dobro da capacidade de energia, com uma duração sete vezes maior e um impedância interna muito mais baixa. Por isso são altamente eficientes nas aplicações que requerem longos períodos de alimentação com correntes elevadas.A tensão nominal das pilhas alcalinas é de 1,5V e sua voltagem permanece constante durante um período mais longo, garantindo uma operação mais estável do equipamento que alimenta. São particularmente usadas para alimentação de jogos eletrônicos, filmadoras, gravadores e toca fitas, além de equipamentos de iluminação de emergência. Em relação as pilhas zinco-carbono, seu custo é mais elevado.c) Pilhas de MercúrioSão formadas por um catodo à base de óxido de mercúrio por um anodo de zinco e por um eletrólito à base e hidróxido de potássio. Essas pilhas podem ser encontradas em dois formatos diferentes: cilíndricas ou em forma de botão, sendo estas as mais utilizadas.Sua característica mais importante é a alta densidade de energia que pode fornecer, que é várias mais elevada a dos tipos descritos anteriormente. A variação de tensão em função da descarga é praticamente nula; ela se mantém constante no valor de 1,35V ao longo de toda sua vida útil; sua impedância interna é baixa e constante, não apresentando, portanto, nenhum fenômeno de recarga. Além disso oferece excelente rendimento e estabilidade nas operações em altas temperaturas.d) Pilhas de prataMuito parecidas em seu formato com as pilhas de mercúrio, compõem-se de um catodo de óxido de prata, de um anodo de zinco e um eletrólito à base de hidróxido de potássio ou sódico. Apresenta características elétricas semelhantes às da pilha de mercúrio, com voltagem, em relação a esta, de terem uma tensão de 1,55V. Mas por terem um volume menor apresentam menor capacidade de fornecimento de energia.e) Pilhas de lítioSão recentes no mercado e apresentam maior densidade de energia, maior vida útil e maior tensão nominal. Seus componentes não incluem a água, o que permite um rendimento em baixas temperaturas muito superior ao das outras baterias, ao ponto de se dispor de 50% de sua capacidade em temperaturas da ordem de -55ºC. A composição de um pilha de lítio depende do tipo fabricação, que varia no material utilizado como catodo. A densidade de energia das pilhas de lítio chega a 266Wh/Kg, contra 133 das pilhas de pratat e 55 zinco-carbono. É importante observa que as pilhas de lítio apresentam uma auto descarga quase imperceptível, o que permite armazena-las por períodos três vezes mais longos em relação às de mercúrio e até cinco vezes mais longos em relação às de zinco-carbono, sem que apresentem uma perda significativa de eficiência. Acumuladores ou baterias de chumbo Constituem os tipos mais comuns de baterias secundarias ou recarregáveis. São formados por uma série de células individuais interligadas, cujo número depende da tensão que se deseja obter. A célula elementar se constituí de dois eletrodos à base de chumbo, imersos num eletrólito constituído por uma solução de ácido sulfúrico em água. O eletrodo positivo contem óxido de chumbo PbO2 O negativo contém chumbo em forma esponjosa. Se entre o anodo e o catodo se inserir um carga por meio dela se irá produzir uma corrente elétrica. Com isso, desencadeiam-se reações químicas no interior da bateria, gerando o fluxo de elétrons necessário para manter a corrente circulando. No decorrer dessas reações, tanto o óxido de chumbo como o chumbo em estado puro são atacados pelo ácido sulfúrico, resultando em sulfato de chumbo e água. Quando a quantidade de ácido é baixa e a de sulfato é alta o suficiente para cobrir completamente os eletrodos, as reações internas diminuem e a tensão na bateria decresce, assim como a corrente. Esta chega a níveis tão baixos que se torna impossível continuar alimentando a carga externa. Nesse caso dizemos que a bateria está descarregada.No processo inverso, ou seja, carga, a bateria recebe tensão de um gerador externo que provoca apassagem de corrente no seu interior, mas no sentido contrario ao da descarga. Em conseqüência disso, o sulfato de chumbo se combina com a água liberando sobre os eletrodos o chumbo e o óxido de chumbo originais e devolvendo à solução de eletrólito o ácido sulfúrico anteriormente consumido. Se a operação de carga se estender além do tempo necessário à eliminação dos sulfatos dos eletrodos, vai-se produzir uma sobrecarga da bateria e, a partir desse momento, a corrente interna fará decompor a água em seus componentes (oxigênio e hidrogênio).Na bateria, a capacidade de fornecimento de energia é determinada principalmente pela quantidade de óxido de chumbo contida no anodo, que pode ser facilmente combinada com ácido sulfúrico para produzir chumbo. O catodo contem aproximadamente a mesma quantidade de chumbo existente no anodo, mas sua eficiência durante as reações de carga e descarga é superior. A tensão de cada célula elementar tem um valor nominal de 2V.Durante o processo de carga, três ciclos diferentes se apresentam.Entre os vários tipos de baterias secundárias, as de chumbo são as mais econômicas. Elas podem realizar cerca de 200 ciclos de carga/descarga completos, atingindo até 500/600 ciclos com descarga de 60%. Quando descarregadas tendem a acumular sulfato, reduzindo seu periodo de vida, mas em condições convenientes estocagem chegam a durar seis meses a oito anos.É no campo automobilístico que são mais empregadas, em geral modelo de seis células ligados em série, com uma tensão nominal de 12V. Baterias de níquel-cádmio O segundo grupo de baterias secundárias é formado pelas baterias de níquel - cádmio. Estas também apresentam o mesmo processo de carga e descarga que observamos nas de chumbo, mas com diferenças significativas quanto ao funcionamento.Uma bateria elementar de níquel-cádmio é formada por dois eletrodos separados por um isolante, enrolados um sobre o outro e imersos num eletrolito. O eletrodo positivo ou anodo é constituído de níquel e tem sobre a superfície externa um composto mais ativo, à base de hidróxido de níquel. O eletrolito é constituído por uma solução de hidróxido de potássio.Quando entre os dois eletrodos se interpõe uma resistência de descarga, uma diferença de potencial é produzida; uma corrente começa a circular, dando início ao processo de descarga da bateria.No decorrer do processo de carga, a bateria é submetida a uma tensão externa inversa e os hidróxidos dos eletrodos se decompõem, liberando cádmio, níquel e água; depois de um determinado tempo a bateria fica exatamente como nas condições iniciais.As baterias de níquel cádmio custam quase o triplo das de chumbo, mas oferecem vantagens. Podem ser conservadas em estoque tanto carregadas quanto recarregadas, sem que sua durabilidade seja afetada. Alguns modelos podem realizar 30 000 ciclos de cargas e descargas.Em geral, essas baterias são indicadas quando há necessidade de um modelo leve e portátil, de longa duração e que dispense manutenções periódicas. Conclusão Este trabalho se encontra numa linguagem simples e objetiva sobre baterias, o que seria necessário para um maior entendimento do seu funcionamento é como se comportam, os seus elementos químicos em cada ciclo das baterias e os processos de oxidação e redução química, mas em nosso curso o mais importante são os meios e não os fins por esse motivo estas ligações químicas não foram abordadas.Por: Ubirata Adriano da Silva

Classificação dos geradores quanto ao tipo Todos os geradores eletroquímicos desenvolvidos com base na pilha de Volta são constituídos essencialmente de dois eletrodos e um eletrólito, mesmo que sejam diferentes entre si por muitas outras características. Dependendo do trabalho que desenvolvem e de suas propriedades específicas, os geradores eletroquímicos podem ser classificados em dois grupos: Geradores eletrolíticos primários que não podem ser recarregados; Geradores eletrolíticos secundários recarregáveis. Os geradores eletrolíticos primários são aqueles que produzem um único processo de descarga, pois suas reações químicas internas são irreversíveis. Dessa maneira, no final de um determinado período de uso, o gerador se esgota, pois seus componentes internos se degradam completamente.Os geradores primários simples são chamados pilhas. Ao conjunto de duas ou mais pilhas (ou células) e aos geradores do segundo grupo dá-se o nome de bateria. Os geradores secundários incluem todos os modelos de equipamento que permitem cargas e descargas repetidas. Isso acontece porque as transformações químicas que se verificam no interior dos geradores podem ser revertidas se aplicar-se sobre seus terminais determinadas tensões e correntes elétricas.No grupo de geradores primários destacam-se os seguintes tipos de pilhas: Pilha de zinco-carbono Pilha alcalina Pilha de mercúrio Pilha de prata Pilha de lítio. No grupo de geradores secundários destacam-se dois tipos que têm aplicações muito diversas: Bateria de chumbo Bateria de niquel-cádmio.

Capacidade e durabilidade Tanto a capacidade das pilhas como a das baterias é determinada com base no produto (multiplicação) de dois parâmetros (dados): corrente de descarga e a duração da descargar. O valor do produto é expresso por unidades de medida especiais o ampere-hora (Ah) e o miliampere-hora (mAh). A carga acumulada por um pilha ou uma bateria pode ser expressa na forma de densidade de energia, definida em watt-hora por quilo de peso ou em watt-hora por centímetro cúbico (cm3) de volume.Para escolher o tipo de pilha ou bateria para determinado aparelho, é preciso ter em mente o nível mínimo de tensão que esse aparelho pode suporta. Esse nível mínimo é chamado nível-limite de tensão, naturalmente, quanto mais alto for para determinado aparelho, mais curta será a vida útil da pilha ou bateria usada para alimenta-lo.Não é difícil definir com relativa precisão o nível-limite de tensão de pilhas de mercúrio ou prata. Elas geralmente operam com cargas fracas em relação a outros tipos de pilha, mas essa carga se mantém constante em cerca d 95% de sua vida útil, apresentando um queda brusca a partir daí.Nas pilhas de zinco-carbono, ao contrário, a determinação do nível limite de tensão é mais difícil, pois a queda de tensão na pilha durante a descarga aumenta irregularmente com o passar do tempo. Por esse motivo, num aparelho com alto nível limite de tensão (para os quais esse tipo de pilha é bem mais apropriado), as pilhas se esgotam em um determinado período de tempo. No entanto, se forem usadas em equipamentos que exigem tensões inferiores, elas podem continuar a funcionar por várias horas ou dias.Um outro dado importante na questão da determinação do nível-limite é o da "recuperação da tensão". Esse fenômeno ocorre nos aparelhos de funcionamento intermitente, pois as baterias tendem a recarregar-se enquanto eles estão desligados.Nesses casos as pilhas de zinco carbono apresentam um apreciável recuperação de tensão, a ponto de dobrar seu período de vida útil, com a passagem de uma carga constante a uma carga intermitente. Nas mesmas condições , as pilhas alcalinas aumentam seu período de duração em 20%. Outro fator importante na determinação da duração das pilhas é o tipo de eletrólito - seco ou líquido - que elas utilizam. O líquido pode sofrer evaporação ou vazamento durante a estocagem, e isso diminui a duração ou invalida a pilha permanentemente.A temperatura também influi na duração das pilhas, pois as reações químicas internas diminuem a baixas temperaturas.As pilhas mais usadas atualmente são as de zinco-carbono, que apresentam, em geral, a forma de um cilindro cujo volume determina a quantidade de energia que elas podem fornecer. Seu pólo negativo é formado pelo involucro externo, enquanto o cilindro central de carbono, coberto por um capuz metálico e isolado do envolucro, constitui o pólo positivo. Classificação das pilhas a) Pilhas de zinco-carbonoEssas pilhas podem Ter outro formato além do cilíndrico, como por exemplo, o de um paralelepípedo, com os dois pólos numa das faces. Seus terminais, neste caso, também são de formato diferente e colocados de modo que possam receber um sistema de ligação por pressão.A estrutura interna da pilha de zinco-carbono é igual à da pilha constituída pelo químico Leclanché. Servindo-se de um vaso, ele usou como eletrodos para o pólo positivo um pequena barra de carvão, colocada num saquinho de tela resistente juntamente com uma mistura de grafite e bióxido de manganês. Para o pólo negativo utilizou uma pequena barra de zinco. O líquido que envolve as duas barras, também chamado de eletrólito, é uma solução de sais de amoníaco e água.Denominadas pilhas secas as pilhas atuais contêm, no centro do cilindro que constitui sua cápsula, uma barra de carvão. Em torno dessa barra de carvão encontra-se uma área de material absorvente, completamente impregnado pelo eletrólito, que é constituído por amoníaco, bióxido de manganês, óxido de zinco, cloreto de zinco e água. Com um revestimento externo de zinco, o conjunto é hermeticamente fechado na parte superior, onde sobressai apenas o terminal positivo em contato com a barra de carvão. Nessa parte superior do invólucro metálico externo encontra-se um revestimento isolante que separa os pólos positivo e negativo.Também nas paredes do invólucro há uma capa isolante, mas a base, que constitui o terminal negativo, fica a descoberto. Essas pilhas fornecem um tensão de 1,5V; a energia e, consequentemente , a intensidade da corrente a ser fornecida dependem do volume de eletrólito contido na pilha e da área de seus eletrodos positivo e negativo. Tendo um baixo custo no mercado, esse tipo de pilha pode ser usado em alta escala, embora só seja eficiente em aplicações que requerem uma alimentação intermitente, já que ela apresenta uma queda progressiva de tensão. Por outro lado, sua capacidade de regeneração durante os períodos de descarga é elevada.b) Pilhas alcalinasAs pilhas alcalinas são formadas por um anodo de zinco com superfície ampla e por um catodo de óxido de manganês de densidade elevada. Elas se diferenciam das de zinco-carbo especiamente pela composição do eletrólito, que é de hidróxido de potássio, e apresenta em relação a estas quase o dobro da capacidade de energia, com uma duração sete vezes maior e um impedância interna muito mais baixa. Por isso são altamente eficientes nas aplicações que requerem longos períodos de alimentação com correntes elevadas.A tensão nominal das pilhas alcalinas é de 1,5V e sua voltagem permanece constante durante um período mais longo, garantindo uma operação mais estável do equipamento que alimenta. São particularmente usadas para alimentação de jogos eletrônicos, filmadoras, gravadores e toca fitas, além de equipamentos de iluminação de emergência. Em relação as pilhas zinco-carbono, seu custo é mais elevado.c) Pilhas de MercúrioSão formadas por um catodo à base de óxido de mercúrio por um anodo de zinco e por um eletrólito à base e hidróxido de potássio. Essas pilhas podem ser encontradas em dois formatos diferentes: cilíndricas ou em forma de botão, sendo estas as mais utilizadas.Sua característica mais importante é a alta densidade de energia que pode fornecer, que é várias mais elevada a dos tipos descritos anteriormente. A variação de tensão em função da descarga é praticamente nula; ela se mantém constante no valor de 1,35V ao longo de toda sua vida útil; sua impedância interna é baixa e constante, não apresentando, portanto, nenhum fenômeno de recarga. Além disso oferece excelente rendimento e estabilidade nas operações em altas temperaturas.d) Pilhas de prataMuito parecidas em seu formato com as pilhas de mercúrio, compõem-se de um catodo de óxido de prata, de um anodo de zinco e um eletrólito à base de hidróxido de potássio ou sódico. Apresenta características elétricas semelhantes às da pilha de mercúrio, com voltagem, em relação a esta, de terem uma tensão de 1,55V. Mas por terem um volume menor apresentam menor capacidade de fornecimento de energia.e) Pilhas de lítioSão recentes no mercado e apresentam maior densidade de energia, maior vida útil e maior tensão nominal. Seus componentes não incluem a água, o que permite um rendimento em baixas temperaturas muito superior ao das outras baterias, ao ponto de se dispor de 50% de sua capacidade em temperaturas da ordem de -55ºC. A composição de um pilha de lítio depende do tipo fabricação, que varia no material utilizado como catodo. A densidade de energia das pilhas de lítio chega a 266Wh/Kg, contra 133 das pilhas de pratat e 55 zinco-carbono. É importante observa que as pilhas de lítio apresentam uma auto descarga quase imperceptível, o que permite armazena-las por períodos três vezes mais longos em relação às de mercúrio e até cinco vezes mais longos em relação às de zinco-carbono, sem que apresentem uma perda significativa de eficiência. Acumuladores ou baterias de chumbo Constituem os tipos mais comuns de baterias secundarias ou recarregáveis. São formados por uma série de células individuais interligadas, cujo número depende da tensão que se deseja obter. A célula elementar se constituí de dois eletrodos à base de chumbo, imersos num eletrólito constituído por uma solução de ácido sulfúrico em água. O eletrodo positivo contem óxido de chumbo PbO2 O negativo contém chumbo em forma esponjosa. Se entre o anodo e o catodo se inserir um carga por meio dela se irá produzir uma corrente elétrica. Com isso, desencadeiam-se reações químicas no interior da bateria, gerando o fluxo de elétrons necessário para manter a corrente circulando. No decorrer dessas reações, tanto o óxido de chumbo como o chumbo em estado puro são atacados pelo ácido sulfúrico, resultando em sulfato de chumbo e água. Quando a quantidade de ácido é baixa e a de sulfato é alta o suficiente para cobrir completamente os eletrodos, as reações internas diminuem e a tensão na bateria decresce, assim como a corrente. Esta chega a níveis tão baixos que se torna impossível continuar alimentando a carga externa. Nesse caso dizemos que a bateria está descarregada.No processo inverso, ou seja, carga, a bateria recebe tensão de um gerador externo que provoca apassagem de corrente no seu interior, mas no sentido contrario ao da descarga. Em conseqüência disso, o sulfato de chumbo se combina com a água liberando sobre os eletrodos o chumbo e o óxido de chumbo originais e devolvendo à solução de eletrólito o ácido sulfúrico anteriormente consumido. Se a operação de carga se estender além do tempo necessário à eliminação dos sulfatos dos eletrodos, vai-se produzir uma sobrecarga da bateria e, a partir desse momento, a corrente interna fará decompor a água em seus componentes (oxigênio e hidrogênio).Na bateria, a capacidade de fornecimento de energia é determinada principalmente pela quantidade de óxido de chumbo contida no anodo, que pode ser facilmente combinada com ácido sulfúrico para produzir chumbo. O catodo contem aproximadamente a mesma quantidade de chumbo existente no anodo, mas sua eficiência durante as reações de carga e descarga é superior. A tensão de cada célula elementar tem um valor nominal de 2V.Durante o processo de carga, três ciclos diferentes se apresentam.Entre os vários tipos de baterias secundárias, as de chumbo são as mais econômicas. Elas podem realizar cerca de 200 ciclos de carga/descarga completos, atingindo até 500/600 ciclos com descarga de 60%. Quando descarregadas tendem a acumular sulfato, reduzindo seu periodo de vida, mas em condições convenientes estocagem chegam a durar seis meses a oito anos.É no campo automobilístico que são mais empregadas, em geral modelo de seis células ligados em série, com uma tensão nominal de 12V. Baterias de níquel-cádmio O segundo grupo de baterias secundárias é formado pelas baterias de níquel - cádmio. Estas também apresentam o mesmo processo de carga e descarga que observamos nas de chumbo, mas com diferenças significativas quanto ao funcionamento.Uma bateria elementar de níquel-cádmio é formada por dois eletrodos separados por um isolante, enrolados um sobre o outro e imersos num eletrolito. O eletrodo positivo ou anodo é constituído de níquel e tem sobre a superfície externa um composto mais ativo, à base de hidróxido de níquel. O eletrolito é constituído por uma solução de hidróxido de potássio.Quando entre os dois eletrodos se interpõe uma resistência de descarga, uma diferença de potencial é produzida; uma corrente começa a circular, dando início ao processo de descarga da bateria.No decorrer do processo de carga, a bateria é submetida a uma tensão externa inversa e os hidróxidos dos eletrodos se decompõem, liberando cádmio, níquel e água; depois de um determinado tempo a bateria fica exatamente como nas condições iniciais.As baterias de níquel cádmio custam quase o triplo das de chumbo, mas oferecem vantagens. Podem ser conservadas em estoque tanto carregadas quanto recarregadas, sem que sua durabilidade seja afetada. Alguns modelos podem realizar 30 000 ciclos de cargas e descargas.Em geral, essas baterias são indicadas quando há necessidade de um modelo leve e portátil, de longa duração e que dispense manutenções periódicas. Conclusão Este trabalho se encontra numa linguagem simples e objetiva sobre baterias, o que seria necessário para um maior entendimento do seu funcionamento é como se comportam, os seus elementos químicos em cada ciclo das baterias e os processos de oxidação e redução química, mas em nosso curso o mais importante são os meios e não os fins por esse motivo estas ligações químicas não foram abordadas.Por: Ubirata Adriano da Silva

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