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formação
eletrotecnia básica leis gerais do circuito elétrico 2.ª PARTE
José V. C. Matias Licenciado em Engenharia Eletrotécnica (IST) Professor do Ensino Secundário Técnico Autor de Livros Técnico-Didáticos de Eletricidade e Eletrónica
4. CORRENTE CONTÍNUA C
4.1. Sentido real e sentido convencional Conforme é sabido e já foi referido são os eletrões que se deslocam nos condutores e não os protões, os quais estão fixos no núcleo dos átomos. O sentido real da corrente é o verdadeiro sentido do movimento dos eletrões, do corpo (ou terminal) com potencial negativo para o positivo, conforme se sugere na Figura 9. Antigamente, quando se conhecia mal o fenómeno, a corrente elétrica era representada do potencial positivo para o negativo, pois consideravam que eram cargas positivas que se deslocavam. A este sentido da corrente, contrário ao sentido real, dá-se o nome de sentido convencional. O sentido convencional ainda é hoje utilizado nos esquemas, por comodidade de análise de circuitos e estabelecimento das equações elétricas.
Sentido real –
+ –
Sentido convencional –
+ + FIGURA 9. SENTIDO REAL E SENTIDO CONVENCIONAL.
Daqui em diante, iremos utilizar o sentido convencional da corrente, desde que nada seja dito em contrário.
4.2. Gerador de Corrente Contínua. Força eletromotriz A Corrente Contínua é, como se disse, uma corrente unidirecional de valor constante, ao longo do tempo. Para manter constante o valor da corrente existe o gerador de Corrente Contínua que pode ser uma pilha, uma bateria (associação de pilhas) ou mesmo um dínamo. Atualmente, utilizam-se aparelhos chamados simplesmente “fontes de alimentação”, construídas à base de dispositivos eletrónicos e que nos permitem regular facilmente a tensão elétrica para o valor requerido. Na Figura 10 representa-se um gerador a alimentar uma lâmpada de incandescência. Vejamos então o princípio de funcionamento do gerador de Corrente Contínua! Um gerador é, por definição, um aparelho que mantém constante a diferença de potencial U aos seus terminais. www.oelectricista.pt o electricista 51
Gerador +
A
+
E
L
–
Lâmpada B
U – C
FIGURA 10. CIRCUITO ELÉTRICO CONSTITUÍDO POR GERADOR E UMA LÂMPADA: E – FORÇA ELETROMOTRIZ DO GERADOR; U – DIFERENÇA DE POTENCIAL AOS TERMINAIS DO GERADOR.
Quando ligamos o terminal positivo do gerador ao terminal A da lâmpada e o terminal negativo do gerador ao terminal B da lâmpada, vai haver movimento de cargas elétricas de um terminal para o outro, através dos condutores e percorrendo a lâmpada. De acordo com o sentido convencional da corrente, “deslocar ‑se-ão” cargas positivas do terminal positivo em direção ao negativo (segundo o sentido real serão eletrões em sentido contrário). Ora, se não existisse gerador, as cargas deslocavam-se uma única vez, equilibravam-se os potenciais elétricos e a corrente terminava ao fim de pouco tempo. O gerador tem exatamente a função de repor novamente a diferença de potencial original, deslocando internamente cargas positivas do terminal negativo para o positivo, mantendo assim constante a diferença de potencial ou tensão elétrica U. A esta força do gerador que desloca internamente as cargas elétricas de forma a manter a diferença de potencial, dá-se o nome de força eletromotriz E. A força eletromotriz é, também, expressa em volts (V). Desta forma, a lâmpada é alimentada continuamente, com um valor de corrente constante. O gerador é comparado à bomba de água que vai repondo água num depósito A (a um nível superior) que está a verter água para um outro depósito B colocado a um nível inferior, tal como se sugere na Figura 11. Se não existisse a bomba, a água do depósito A passava rapidamente para o depósito B, até igualarem os níveis, situação em que deixava de haver corrente de água. O gerador tem o mesmo papel no circuito elétrico. Na Figura 12 representam-se os símbolos do gerador eletrodinâmico ou rotativo (dínamo) e do gerador eletroquímico (pilha ou bateria), ambos de Corrente Contínua.