ConVenCional
Agora que já vimos a definição e a causa da corren- te elétrica, vamos ver seu sentido convencional e como se calcula sua intensidade.
Ilustra›es: CJT/Zapt
Observe na fotografia as indicações dos polos positivo e negativo de uma pilha comum. Observe também a inscrição 1,5 V. Ela significa que existe uma diferença de potencial igual a 1,5 V entre os dois polos: o potencial do polo positivo está 1,5 V acima do potencial do polo negativo.
Fernando Favoretto/Criar Imagem
Considere, por exemplo, um fio metálico ligado aos terminais de uma pilha, como mostra a figura a seguir.
1 2 gerador 2 2 2 2 2 2 sentido convencional da corrente elétrica 2 2
Convencionou-se orientar a corrente elétrica, externamente ao gerador, no sentido dos potenciais decrescentes, ou seja, do polo positivo para o negati- vo. Então, esse sentido convencional é oposto ao mo- vimento dos elétrons livres. Se a carga elétrica dos elétrons fosse positiva, eles se deslocariam no mes- mo sentido convencionado para a corrente elétrica.
É importante saber que essa convenção não cau- sa qualquer problema, pois, com exceção de um fe- nômeno denominado efeito Hall, que será estudado em Eletromagnetismo, um fluxo de partículas com cargas positivas, num determinado sentido, sempre produz o mesmo efeito que produziria se as cargas dessas partículas fossem negativas e se deslocassem em sentido contrário.
É importante saber, também, que a expressão “senti- do da corrente” sempre se refere ao sentido convencional. O sentido da corrente elétrica é, por convenção, oposto ao sentido preferencial em que se movem os portadores de carga elétrica negativa.
Veja novamente a figura anterior e observe que,
dentro do gerador, o sentido convencionado para a corrente elétrica é do polo negativo para o positivo.
Vamos, finalmente, definir a intensidade i da cor- rente elétrica.
A figura ao lado repre- senta uma ampliação de um pedaço do fio da figura anterior. 2 1 2 seção transversal i 2 2 2 2 2 2
Nesta figura está destacada uma seção transversal do fio. Essa seção pode ser considerada em qualquer posição.
Durante certo intervalo de tempo Dt, passa pela seção considerada um número n de elétrons, que totalizam uma carga Q negativa de módu-
lo |Q| 5 n e, em que e é a carga elétrica elementar
(e 5 1,6 ? 10 219 C).
Define-se, então, que:
A intensidade média de corrente elétrica através da seção considerada é o quociente do mó- dulo da carga elétrica que atravessa a seção pelo in- tervalo de tempo em que isso ocorre. Assim:
im5
D |Q|
t com |Q| 5 n e
Se, em intervalos de tempo arbitrariamente pequenos e iguais, a quantidade de carga que atravessa a seção for sempre a mesma, teremos uma corrente de intensidade
constante. Nesse caso, a intensidade média de corrente im, em um intervalo de tempo qualquer, coincidirá com a in- tensidade instantânea de corrente i em qualquer instante:
i 5 |Q|D
t
No SI, a unidade de medida da intensidade de cor- rente elétrica é o ampère (símbolo: A), nome dado em homenagem ao físico francês André Marie Ampère (1775-1836). A definição dessa unidade será apresen- tada na Unidade 3. Contudo, no momento, podemos dizer que uma corrente constante tem intensidade igual a 1 A (um ampère), se em cada segundo passar pela seção transversal considerada uma carga elétri- ca de módulo igual a 1 C (um coulomb). Isso só não pode ser aceito como definição de ampère porque esta é unidade fundamental, sendo o coulomb uma unida- de derivada do ampère.
Fazendo Dt 5 1 s e |Q| 5 1 C, na expressão de i,
obtemos:
i 5 1 C1 s 5 1 A V 1 A 5 1 C/s
Se em um fio da parte elétrica de um automóvel, por exemplo, passa uma corrente de 15 A, isso signi- fica que passam 15 C de carga elétrica por uma seção transversal desse fio em cada segundo.
Alguns submúltiplos da unidade ampère costu- mam aparecer com frequência:
miliampère (mA) 1023 A
microampère (mA) 1026 A
nanoampère (nA) 1029 A
picoampère (pA) 10212 A
André Marie Ampère, grande físico e matemático francês, foi um dos fundadores da Eletrodinâmica e do Eletromagnetismo. Dentre outras contribuições, foi o introdutor do conceito de corrente elétrica e o elaborador da primeira teoria explicativa das pro- priedades magnéticas dos materiais. Ele construiu o primeiro eletroímã, o que possibilitou a invenção de muitos aparelhos, por exemplo, a campainha elétrica e os relés.
Até aqui, estudamos a corrente elétrica nos ma- teriais em que os portadores de carga livres são elé- trons (metais e grafite). Vamos agora tratar de cor- rentes elétricas em soluções eletrolíticas e em gases ionizados.
Como sabemos, nesses casos os portadores livres podem ter carga positiva ou negativa.
Veja o exemplo, na figura a seguir, em que um cano de vidro contém uma solução aquo sa de NaC&, (cloreto de sódio ou, em linguagem comum, sal de cozinha). As extremidades desse cano estão fechadas por discos metálicos, que são ligados aos terminais de uma pilha por meio de fios também metálicos.
sentido convencional da corrente elétrica 2 1 2 1 disco metálico seção transversal i 1 2 cano de vidro com solução aquosa de NaC& em seu interior 1
2 gerador
Quando o NaC& é dissolvido em água, aparecem na solução muitos íons livres positivos e negativos. Feita a ligação esquematizada na figura, os íons po- sitivos deslocam-se no sentido dos potenciais de- crescentes; e os negativos, no sentido dos potenciais crescentes.
Observe que, fora do gerador, o sentido conven- cionado para a corrente elétrica continua sendo o dos potenciais decrescentes. Assim:
O sentido convencionado para a corrente elé- trica coincide com o sentido do movimento das cargas positivas, mas opõe-se ao sentido do movi- mento das cargas negativas.
Ilustra•›es: CJT/Zapt
UNIDADE 2 I eletrodinÂMiCa
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Com relação à intensidade de corrente na solução,
observe que, durante um intervalo de tempo Dt, passa
por uma seção transversal do cano um certo número
de íons positivos (totalizando uma carga positiva Q1)
e um certo número de íons negativos (totalizando uma
carga negativa Q2). Assim, temos:
|Q| 5 |Q1| 1 |Q2|
A intensidade média de corrente elétrica através da seção continua definida por:
im 5
D |Q|
t