Eletronica (1) - Introducao

1. Introdução á eletrônica









Todo elemento contém propriedades eletricas,isto explica os varios projetos

criados por cientistas ao longo dos anos. Então, para entender a eletronica

primeiro precisamos entender a eletricidade.

O elétron geralmente representado como e^-, é umapartícula subatômica que circunda o núcleo atômico, identificada em 1897 pelo inglês John Joseph Thomson. Subatómica e de carga negativa, é o responsável pela criação de campos magnéticos e eléctricos.

No modelo padrão ele é um lépton, junto com o muon o tau e os respectivos neutrinos. O elétron foi proposto como partícula subatómica por J. J. Thomson em 1897. A carga do electrão é de -1,602 ×10^-19 C, e a sua massa é de 9,109 ×10^-31 kg, ou 511,0 keV/c². Normalmente, em física nuclear, a carga do electrão é definida como sendo uma unidade.

É o número de electrões de um átomo que define a sua carga, sendo que um número de electrões igual ao número de protões origina uma partícula electricamente neutra. Nas escalas de distâncias dos átomos o comportamento da partícula é regido pela mecânica quântica, segundo a qual os electrões ficam "espalhados" pela maior parte do átomo, numa área denominada "nuvem electrónica". Por outro lado, o núcleo que comporta a carga positiva do átomo está localizado no centro deste.

O elétron, além de interagir com outras partículas pela força electromagnética, também interage pela força nuclear fraca, onde normalmente vem acompanhado do seu neutrino associado. Sua antipartícula é o posítron, com a mesma massa, mas carga positiva. (wikipedia.org)

Um íon é uma espécie química eletricamente carregada, geralmente um átomo ou molécula que perdeu ou ganhou elétrons. Íons carregados negativamente são conhecidos como ânions^PB, ou aniões^PE, (que são atraídos para ânodos), enquanto íons com carga positiva são denominados como cátions^PB, ou catiões^PE (que são atraídos por cátodos).

Íons são átomos que, por um motivo qualquer, perderam ou ganharam elétrons. Quando um átomo perde elétrons torna-se um íon positivo ou cátion, passando a ter excesso de cargas positivas. Contrariamente, ao ganhar elétrons, torna-se um íon negativo ou ânion. Os átomos dos elementos químicos tendem a estabilizar a última camada ganhando ou perdendo elétrons, ou seja, para a maioria há necessidade de se transformar em íons. Por exemplo, átomos de metais, como o cobre, tendem a perder elétrons (formando cátions) e átomos de ametais, como o oxigênio, tendem a ganhar elétrons (formando ânions). (wikipedia.org)

Os Tres Empregos da eletricidade

Condutividade elétrica (σ) é usada para especificar o caráter elétrico de um material. Ela é simplesmente o recíproco da resistividade, ou seja, inversamente proporcionais e é indicativa da facilidade com a qual um material é capaz de conduzir uma corrente elétrica. A unidade é a recíproca de ohm-metro, isto é, [(Ω-m)-1]. As seguintes discussões sobre propriedades elétricas usam tanto a resistividade quanto a condutividade.

Materiais sólidos exibem uma espantosa faixa de condutividades. De fato, uma maneira de classificar materiais sólidos é de acordo com a facilidade com que conduzem uma corrente elétrica; dentro deste esquema de classificação existem 3 grupamentos: condutores, semicondutores e isolantes. Metais são bons condutores, tipicamente tendo condutividades da ordem de 107 (Ω-m)-1. No outro extremo estão os materiais com muito baixas condutividades, situando-se entre 10-10 e 10-20 (Ω-m)-1; estes são os isolantes elétricos. Materiais com condutividades intermediárias, geralmente entre 10-6 e 104 (Ω-m)-1, são denominados semicondutores. No Sistema Internacional de Unidades, é medida em siemens por metro.

Constitui engano achar que o ouro é o melhor condutor elétrico. Na temperatura ambiente, no planeta Terra, o material melhor condutor elétrico ainda é a prata. Relativamente, a prata tem condutividade elétrica de 108 %; o cobre 100 %; o ouro 70 %; o alumínio 60 % e o titânio apenas 1 %. O ouro, em qualquer comparação, seja no mesmo volume, ou na mesma massa, sempre perde em condutividade elétrica ou térmica para o cobre. Entretanto, para conexões elétricas, em que a corrente elétrica deve passar de uma superfície para outra, o ouro leva muita vantagem sobre os demais materiais, pois sua oxidação ao ar livre é extremamente baixa, resultando numa elevada durabilidade na manutenção do bom contato elétrico. Entre os citados, o alumínio seria o pior material para as conexões elétricas, devido à facilidade de oxidação e à baixa condutividade elétrica da superfície oxidada. Assim, um cabo condutor de cobre com os plugues de contatos dourados levam vantagens sobre outros metais. Uma conexão entre superfícies de cobre, soldada com prata constitui a melhor combinação para a condução da eletricidade ou do calor entre condutores distintos. (wikipedia.org)

Isolantes elétricos são aqueles materiais que tem pouco eletrons livres e que resistem ao fluxo dos mesmos. Alguns materiais desta categoria são:

Plástico (resinas), Silicone, Borracha, Vidro (cerâmicas), Óleo, Água pura deionizada.

A resistência desses materiais ao fluxo de cargas é boa, e por isso são usados para encapar fios elétricos de cobre, seja em uma torre de alta tensão ou cabo de uma secadora.

São os materiais que possuem altos valores de resistência elétrica e por isso não permitem a livre circulação de cargas eléctricas, por exemplo borracha, silicone, vidro, cerâmica. O que torna um material bom condutor elétrico é a grande quantidade de elétrons livres que ele apresenta à temperatura ambiente, com o material isolante acontece o contrário, ele apresenta poucos elétrons livres à temperatura ambiente. Os isolantes elétricos são separados de acordo com a tensão que se quer fazer o isolamento. Um pedaço de madeira, por exemplo, só pode ser considerado isolante até uma determinada classe de tensão, se elevermos essa tensão a determinados níveis, ele pode se tornar um condutor de eletricidade. (wikipedia.org)

Bom, depois desta explicação do nosso amigo Wikipedia vamos entender os itens basicos da eletronica:

Corrente Direta ou Continua (+ conhecida como DC (direct current) ):

A corrente direta/continua existe quando a uma corrente de elétrons movendo em uma só direção, sendo estável ou em pulso. E importante especificar a quantidade e a potência de uma corrente. Aqui temos alguns termos importantes:

Corrente (I): E a quantidade de elétrons que passa por um ponto. A unidade da corrente e o Ampere, 1 Ampere = 6,28x100000000 eletrons. ( Corrente usa o I como símbolo pois o C e para o coulomb )





Voltagem (V): E a pressão elétrica ou forca elétrica. E a diferença entre as duas pontas de um condutor.





Potência (P): E o trabalho produzido por uma corrente elétrica. A unidade e o Watt.





Resistência (R): Condutores resistem algumas correntes eletrônicas. A unidade e o Ohm ( Ω ).





Falando em Ohm, vamos da uma olhadinha em sua teoria:

http://www.youtube.com/watch?v=tmUU1b3KWNw

http://www.youtube.com/watch?v=5xGH1i2ke8k





A corrente direta e produzida a partir de tres metodos:





Geradores Químicos: Produtos químicos que contem muitos ions podem liberar energia, por exemplo: dissolvendo sal em agua, o sal vai se desfazer em ions de sódio positivos e ions negativos de cloro. Se duas placas de metal sao colocadas na solucao os ions positivos iram ser atraídos para um metal e os negativos para o outro metal. Como podemos ver na imagem:

Geradores Eletromagnéticos: Quando uma corrente atravessa um condutor ele cria um campo eletromagnético em volta deste mesmo.

Quando voce tem uma bobina de cobre:

E passa um objeto magnético sobre a bobina:





Isto ira criar um campo magnetico sobre a bobina:

Geradores Termicos: Quando duas pontas de metais diferentes sao esquentados isso ira gerar alguns volts pela conversão de energia térmica em elétrica:









Esta foi a primeira parte do tutorial em eletrônica, no final espero que voce tenha a capacidade de montar o circuito da primeira imagem no topo e que ajude voce a entender melhor a eletronica.













Hadrian de Oliveira

brasilhightech.com.br