Livro didático: Capítulo 5

Corrente elétrica

Alguns materiais possuem excesso de elétrons em sua camada de valência, que é a última camada a receber elétrons em um átomo. Os elétrons presentes na camada de valência são denominados de elétrons livres, e a força de atração entre eles e o núcleo atômico é pequena, logo, eles possuem facilidade de se movimentar pelo material. Os corpos com esta característica são chamados de condutores. De modo geral, os metais são excelentes condutores elétricos.

Nos materiais isolantes, os elétrons que formam esses materiais não têm facilidade de movimentação, tendo em vista a forte ligação entre eles e o núcleo atômico. Isopor, borracha, madeira seca, vidro, entre outros, são exemplos de materiais isolantes elétricos.

Em um fio metálico há uma grande quantidade de elétrons livres em movimento desordenado. Se houver um campo elétrico entre os extremos desse fio, a maioria dos elétrons livres tenderá a se deslocar em um único sentido, formando assim uma corrente elétrica.

Corrente elétrica é o fluxo ordenado de elétrons livres em um condutor que tenha um campo elétrico entre suas extremidades.

Corrente real x Corrente convencional

Cargas elétricas dispostas em uma região onde atua um campo elétrico tendem a se movimentar a favou ou contra o sentido do campo, dependendo do sinal delas. Os elétrons têm carga negativa, por isso se movimentam no sentido oposto ao do campo elétrico. Esse fluxo de cargas é denominado corrente real.

No início dos estudos sobre a eletricidade, os cientistas atribuíram o sentido da corrente elétrica na mesma direção do campo do elétrico. A corrente neste sentido é chamada de corrente convencional. Ao simbolizar a correte em um esquema de circuito elétrico, desenhamos a corrente convencional.

Intensidade da corrente elétrica

Se pela secção reta S do fio flui determinada quantidade de carga elétrica ∆Q, em certo intervalo de tempo ∆t, a intensidade média de corrente elétrica i será:

Em homenagem ao físico e matemático francês André Marie Ampère (1775-1836), a unidade de corrente elétrica, no SI, é o ampère (A).

Exemplo:

a) Supondo que passam 3,6x10²¹ elétrons em um minuto em uma secção reta do condutor, qual a intensidade da corrente elétrica gerada neste fio? (Dado: e = 1,6x10^-19C)

A carga gerada pelos elétrons é:

Logo, a corrente elétrica será:

Choque elétrico

Os choques elétricos ocorrem sempre que uma determinada corrente elétrica percorre o corpo humano. Dependendo da situação, um choque pode causar apenas um pequeno formigamento, queimaduras de terceiro grau ou até mesmo levar a pessoa a óbito.

Para que o choque ocorra, deve haver uma diferença de potencial entre dois pontos distintos do corpo humano. Geralmente, um desses pontos sãos os pés, que estão em contato com o solo, e o outro ponto é o que de fato entra em contato com algum aparelho elétrico ou fio elétrico.

Quando uma corrente elétrica passa pelo corpo humano, pode-se sentir os seguintes efeitos: pequeno formigamento, dores, espasmos musculares, contrações musculares, alteração nos batimentos cardíacos, parada respiratória, queimaduras e morte. Os danos são provenientes do fato de o movimento dos músculos e as transmissões de sinais nervosos ocorrerem pela passagem de pequenas correntes elétricas.

Outro fator que pode causar danos ao corpo humano é o trajeto que a corrente faz. O fato de ela passar pelo coração, que é um músculo, causa os espasmos que alteram o ritmo cardíaco, deixando-o irregular. Os choques mais perigosos acontecem quando uma pessoa segura com as duas mãos o fio elétrico, pois o caminho a ser percorrido pela corrente elétrica fica mais próximo do coração.