Curso Online de Eletroeletrônica - Básico

curso básico de eletroeletrônica  

notas de aula
 
autor: joão maria
 

modulo 1

eletricidade: estrutura da matéria  

podemos dividir um material em porções cada vez menores até que chegamos à menor das porções que damos o nome de molécula . molécula é então a menor porção que um material pode ser dividido, sem sofrer alterações em suas propriedades.
 
exemplo:
agua – h2o   
 

estrutura da matéria : átomo  

 se dividirmos a molécula, chegaremos ao átomo que por sua vez não mais conservará a propriedade do material subdividido. o átomo é formado por 3 elementos: prótons, nêutrons e elétrons.

os prótons e os nêutrons ficam agrupados no núcleo e os elétrons, girando ao redor. quanto aos elétrons ainda podemos dizer que eles se apresentam em várias camadas com diferentes níveis de energia em cada camada.
 

a ultima camada apresenta, quando completa, um total de 8 eletrons que recebem a denominação de elétrons de valência. é a ultima camada de elétrons de um átomo e sempre será igual ou inferior a 8. os elétrons de valencia são responsáveis pela formação da corrente elétrica.

estrutura da matéria : átomo

o cobre  

 o cobre possui 29 eletrons dispostos de maneira adequada sendo que na sua ultima camada termos apenas um elétron relativamente eqüidistante de seu núcleo, se tornando um elétron livre que por sua vez pode produzir outros elétrons livres.

fonte:http://www.novaeletronica.net/curso/cap17.htm

níveis de energia  

fonte:http://www.novaeletronica.net/curso/

 os elétrons que compõem um átomo de um elemento químico, seja condutor, isolante ou semi-condutor, ocupam níveis de energia. uma seqüência de níveis de energia próximos formam uma banda ou faixa.
os elétrons fortemente atraídos pelo núcleo do átomo ocupam níveis de energia da banda de valência e os fracamente ligados ao núcleo ocupam níveis de energia da banda de condução.

níveis de energia (cont.)  

obs.: os níveis de energia nos átomos são medidos em unidades de elétron-volt. o elétron-volt é a quantidade de energia adicional que um elétron adquire quando é acelerado pelo campo criado por um volt. 1ev = 1,6 x 10-19 joule em w/s.

condutores, semi-condutores e isolantes  

isolantes
 
os elétrons nos materiais isolantes acham-se fortemente presos em suas ligações e mesmo quando aquecidos, desprendem uma quantidade muito pequena de elétrons evitando dessa maneira a circulação de elétrons. são exemplos de materiais isolantes: a borracha, a mica, a porcelana, etc.
 
semi-condutores
 
são elementos cuja resistencia situa-se entre a dos condutores e a dos isolantes. os  principais semi-condutores utilizados são o germânio (ge) e o silicio (si).
 
condutores
 
são elementos que possuem eletrons livres em grandes quantidades que por sua vez, são os eletrons fracamente ligados ao nucleo e que sobre a ação de uma diferença de potencial (ddp) passam a se locomover no interior do material em questão. quanto maior o numero de eletrons livres presente no material, maior será o fluxo de corrente pelo mesmo quando submetido a uma ddp, consequentemente, maior será sua condutividade.
 

exemplo  

exemplo: 

como podemos notar na figura, os elétrons livres serão atraídos pelo pólo positivo da bateria e quando um elétron muda de posição, deixa um vazio que será ocupado por outro elétron, estabelecendo, assim, a corrente elétrica. são exemplos de material condutor: o ouro, a prata, o cobre, o alumínio, etc.

grandezas elétricas  

 
 
corrente elétrica é o fluxo de eletrons livres em um condutor de um lado para o outro.
 
corrente aleatória ou alternada é a corrente proveniente dos elétrons livres em um condutor, ou seja, os elétrons da estrutura do material condutor não ficam "parados", e se movimentam desordenadamente.
 
corrente dirigida ou contínua é o caso em que se aplicarmos cargas elétricas positivas no extremo de um condutor e cargas elétricas negativas em outro, teremos uma movimentação de elétrons livres, agora dirigidas para um ponto, ou seja, do polo negativo para o polo positivo.
verificamos, assim, que para haver uma corrente elérica dirigida, é necessário uma força externa que impulsione os elétrons livres, esta força ou pressão que faz os elétrons fluirem e realizarem coisas uteis pode ser conseguida pela ação de uma bateria e, a essa força são dadas alguns nomes diferentes, como veremos a seguir.
 
tensão é o nome dado à força que impulsiona os elétrons em um condutor. teremos dois tipos de tensão:
força eletromotriz (fem) é a força ou pressão que coloca os elétrons em movimento e é resultado natural da 1ª lei de coulomb "cargas de nomes iguais se repelem e cargas de nomes diferentes se atraem".
diferença de potencial (ddp) é o potencial uma ou mais celulas da bateria tendem a realizar trabalho.
nota: as tensões fem e ddp tem como unidade no si (sistema internacional), o "volt".

grandezas elétricas - tabela