Corrente elétrica: Conceito, intensidade e diferença de potencial

Explicação

A corrente elétrica é o movimento orientado de partículas carregadas. Nos sólidos, este movimento é feito por eletrões, enquanto que nos fluidos (líquidos e gases) é feito por iões em solução.

Quanto mais livres estiverem os eletrões nos sólidos, melhor condutor será o material.

Circuitos elétricos

Os circuitos elétricos são o caminho que as partículas têm de percorrer. Elas só começam a percorrê-lo se conseguirem chegar ao fim sem interrupções, isto é, se o circuito estiver fechado. Caso contrário, o circuito estará aberto e não haverá passagem de corrente. Ligar um interruptor é o mesmo que fechar o circuito.

Sentido da corrente

Os eletrões têm carga negativa. Cargas opostas atraem-se. Assim, eles vão migrar até ao pólo positivo das pilhas. Este sentido, de $-$ para $+$ , é considerado o sentido real da corrente. No entanto, o sentido convencional da corrente é de $+$ para $-$ . É este que consideramos quando estamos a analisar um circuito.

Fontes de tensão e recetores

Para as cargas elétricas começarem a mover-se, têm de ser forçadas a tal. A energia necessária é fornecida por uma fonte de tensão.

O componente que vai utilizar a energia elétrica produzida no circuito e transformá-la noutro tipo de energia chama-se recetor.

Diferença de potencial

A diferença de potencial, $U$ , é definida como a energia transferida para um circuito por unidade de carga e a sua unidade SI é o Volt ( $V$ ):

$U=\frac{E}{|q|}$

onde $E$ é a energia transferida e $|q|$ é o módulo da carga elétrica.

O aparelho que mede a tensão de um componente elétrico é o voltímetro, que é sempre montado em paralelo num circuito elétrico, ou seja, é ligado diretamente aos terminais do componente.

Intensidade da corrente elétrica

A intensidade da corrente elétrica, $I$ , corresponde à carga elétrica que passa num circuito por unidade de tempo. A sua unidade SI é o Ampere ( $A$ ):

$I=\frac{|q|}{\Delta t}$

O aparelho que mede a corrente elétrica num circuito é o amperímetro, que é sempre montado em série.

Representação dos componentes de circuitos elétricos

Gerador
Pilha
Lâmpada
Interruptor
Voltímetro
Amperímetro

Exemplo

Um aquecedor recebeu $5300\space{J}$ de energia, assegurada pelo movimento de $2\times{10^{20}}$ eletrões durante $10 \ s$ . Sabendo que a carga de cada eletrão é $1{,}602\times{10^{-19}}\space{C}$ , qual a diferença de potencial e a intensidade da corrente nos terminais do recetor?

Se a carga de $1$ eletrão é a referida, $|q|=2\times{10^{20}}\times{1{,}602\times{10^{-19}}}=32{,}04\space{C}$

Logo, $U=\frac{E}{|q|}\iff{U}=\frac{5300}{32{,}04}\iff{U}=\underline{165{,}4\space{J}}$

Por outro lado, $I=\frac{|q|}{\Delta t}=\frac{32{,}04}{10}=\underline{3{,}204 \ A}$