ELETRICIDADE

Fonte: pt.wikipedia.org


A eletricidade (AO 1945: electricidade),(do grego elektron, que significa âmbar,) é um fenômeno físico originado por cargas elétricas estáticas, ou em movimento, e por sua interação. Quando uma carga se encontra em repouso, produz forças sobre outras situadas à sua volta. Se a carga se desloca, produz também campos magnéticos. Há dois tipos de cargas elétricas : positivas e negativas. As cargas de nome igual (mesmo sinal) se repelem e as de nomes distintos (sinais diferentes) se atraem.
A eletricidade se origina da interação de certos tipos de partículas sub-atômicas. A partícula mais leve que leva carga elétrica é o elétron, que -- assim como a partícula de carga elétrica inversa à do elétron , o próton --, transporta a unidade fundamental de carga (1,60217646x10 ^{− 19}C). Cargas elétricas de valor menor são tidas como existentes em sub-partículas atômicas, como os quarks.
Os átomos, em circunstâncias normais, contêm elétrons, e, frequentemente, os que estão mais afastados do núcleo se desprendem com muita facilidade. Em algumas substâncias, como os metais, proliferam-se os elétrons livres. Dessa maneira, um corpo fica carregado eletricamente graças à reordenação dos elétrons.
Um átomo normal tem quantidades iguais de carga elétrica positiva e negativa, portanto é eletricamente neutro. A quantidade de carga elétrica transportada por todos os elétrons do átomo, que, por convenção, é negativa, está equilibrada pela carga positiva localizada no núcleo. Se um corpo contiver um excesso de elétrons, ficará carregado negativamente. Ao contrário, com a ausência de elétrons, um corpo fica carregado positivamente, devido ao fato de que há mais cargas elétricas positivas no núcleo.
Eletricidade é a passagem de elétrons em um condutor. Bons condutores são, na grande maioria, da família dos metais: ouro, prata e alumínio, assim como alguns novos materiais, de propriedades físicas alteradas, que conduzem energia com perda mínima, denominados supercondutores. Já, a porcelana, o plástico, o vidro e a borracha são bons isolantes. Isolantes são materiais que não permitem o fluxo da eletricidade.
Alguns conceitos importantes, que dizem respeito à eletricidade, devem ser definidos:

• Campo elétrico: Efeito produzido por uma carga o qual pode exercer força sobre outras partículas carregadas.
• Potencial elétrico: Capacidade de um campo eléctrico de realizar trabalho. No SI (Sistema Internacional de Unidades), é medido em volt (V).
• Corrente elétrica: Quantidade de carga que ultrapassa determinada secção em um dado intervalo de tempo. No SI, é medido em ampère (A).
• Potência elétrica: Quantidade de energia convertida em um dado intervalo de tempo.
• Carga elétrica: Grandeza proveniente dos níveis subatómicos.

Condutores (Corrente elétrica)
Chama-se corrente elétrica o fluxo ordenado de elétrons em uma determinada seção. A corrente contínua tem um fluxo constante, enquanto a corrente alternada tem um fluxo de média zero, ainda que não tenha valor nulo todo o tempo. Esta definição de corrente alternada implica que o fluxo de elétrons muda de direção continuamente.
O fluxo de cargas elétricas pode gerar-se em um condutor, mas não existe nos isolantes. Alguns dispositivos elétricos que usam estas características elétricas nos materiais se denominam dispositivos eletrônicos.
A Lei de Ohm descreve a relação entre a intensidade e a tensão em uma corrente elétrica: a diferença de potencial elétrico é diretamente proporcional à intensidade de corrente e à resistência elétrica. A Lei de Ohm é expressa matematicamente assim:
Onde:

• U = Diferença de potencial elétrico
• I = Corrente elétrica
• R = Resistência

A quantidade de corrente, em uma secção dada de um condutor, se define como a carga elétrica que a atravessa em uma unidade de tempo, isto é, Coulomb (C), por segundos (s).

                      

                         

 

Energia Solar

É a designação dada a qualquer tipo de captação de energia luminosa (e, em certo sentido, da energia térmica) proveniente do sol, e posterior transformação dessa energia captada em alguma forma utilizável pelo homem, seja directamente para aquecimento de água ou ainda como energia eléctrica ou mecânica.

No seu movimento de translação ao redor do Sol, a Terra recebe 1 410 W/m² de energia, medição feita numa superfície normal (em ângulo reto) com o Sol. Disso, aproximadamente 19% é absorvido pela atmosfera e 35% é reflectido pelas nuvens. Ao passar pela atmosfera terrestre, a maior parte da energia solar está na forma de luz visível e luz ultravioleta.
As plantas utilizam diretamente essa energia no processo de fotossíntese. Nós usamos essa energia quando queimamos lenha ou combustíveis minerais. Existem técnicas experimentais para criar combustível a partir da absorção da luz solar em uma reação química de modo similar à fotossíntese vegetal - mas sem a presença destes organismos.
A radiação solar, juntamente com outros recursos secundários de alimentação, tal como a energia eólica e das ondas, hidro-electricidade e biomassa, são responsáveis por grande parte da energia renovável disponível na terra. Apenas uma minúscula fracção da energia solar disponível é utilizada.

Vantagens

• A energia solar não polui durante seu uso. A poluição decorrente da fabricação dos equipamentos necessários para a construção dos painéis solares é totalmente controlável utilizando as formas de controles existentes atualmente.
• As centrais necessitam de manutenção mínima.
• Os painéis solares são a cada dia mais potentes ao mesmo tempo que seu custo vem decaindo. Isso torna cada vez mais a energia solar uma solução economicamente viável.
• A energia solar é excelente em lugares remotos ou de difícil acesso, pois sua instalação em pequena escala não obriga a enormes investimentos em linhas de transmissão.
• Em países tropicais, como o Brasil, a utilização da energia solar é viável em praticamente todo o território, e, em locais longe dos centros de produção energética, sua utilização ajuda a diminuir a demanda energética nestes e consequentemente a perda de energia que ocorreria na transmissão.

Desvantagens

• Um painel solar consome uma quantidade enorme de energia para ser fabricado. A energia para a fabricação de um painel solar pode ser maior do que a energia gerada por ele.
• Os preços são muito elevados em relação aos outros meios de energia.
• Existe variação nas quantidades produzidas de acordo com a situação atmosférica (chuvas, neve), além de que durante a noite não existe produção alguma, o que obriga a que existam meios de armazenamento da energia produzida durante o dia em locais onde os painéis solares não estejam ligados à rede de transmissão de energia.
• Locais em latitudes médias e altas (Ex: Finlândia, Islândia, Nova Zelândia e Sul da Argentina e Chile) sofrem quedas bruscas de produção durante os meses de inverno devido à menor disponibilidade diária de energia solar. Locais com frequente cobertura de nuvens (Curitiba, Londres), tendem a ter variações diárias de produção de acordo com o grau de nebulosidade.
• As formas de armazenamento da energia solar são pouco eficientes quando comparadas, por exemplo, aos combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás), a energia hidroelétrica (água) e a biomassa (bagaço da cana ou bagaço da laranja).

À semelhança de outros países do mundo, em Portugal desde Abril de 2008 um particular pode produzir e vender energia elétrica à rede elétrica nacional, desde que produzida a partir de fontes renováveis. Um sistema de microprodução ocupa cerca de 30 metros quadrados e permite ao particular receber perto de 4 mil euros ano.

Energia Eólica

É a energia que provém do vento. O termo eólico vem do latim aeolicus, pertencente ou relativo a Éolo, deus dos ventos na mitologia grega e, portanto, pertencente ou relativo ao vento.

Na atualidade utiliza-se a energia eólica para mover aerogeradores - grandes turbinas colocadas em lugares de muito vento. Essas turbinas têm a forma de um catavento ou um moinho. Esse movimento, através de um gerador, produz energia elétrica. Precisam agrupar-se em parques eólicos, concentrações de aerogeradores, necessários para que a produção de energia se torne rentável, mas podem ser usados isoladamente, para alimentar localidades remotas e distantes da rede de transmissão. É possível ainda a utilização de aerogeradores de baixa tensão quando se trata de requisitos limitados de energia elétrica.
A energia eólica pode ser considerada uma das mais promissoras fontes naturais de energia, principalmente porque é renovável, ou seja, não se esgota, limpa, amplamente distribuída globalmente e, se utilizada para substituir fontes de combustíveis fósseis, auxilia na redução do efeito estufa. Em países como o Brasil, que possuem uma grande malha hidrográfica, a energia eólica pode se tornar importante no futuro, porque ela não consome água, que é um bem cada vez mais escasso e que também vai ficar cada vez mais controlado. Em países com uma malha hidrográfica pequena, a energia eólica passa a ter um papel fundamental já nos dias atuais, como talvez a única energia limpa e eficaz nesses locais. Além da questão ambiental, as turbinas eólicas possuem a vantagem de poderem ser utilizadas tanto em conexão com redes elétricas como em lugares isolados, não sendo necessário a implementação de linhas de transmissão para alimentar certas regiões (que possuam aerogeradores).

Energia Nuclear

É a energia liberada numa reação nuclear, ou seja, em processos de transformação de núcleos atômicos. Alguns isótopos de certos elementos apresentam a capacidade de se transformar em outros isótopos ou elementos através de reações nucleares, emitindo energia durante esse processo. Baseia-se no princípio da equivalência de energia e massa (observado por Albert Einstein), segundo a qual durante reações nucleares ocorre transformação de massa em energia. Foi descoberta por Hahn, Straßmann e Meitner com a observação de uma fissão nuclear depois da irradiação de urânio com nêutrons.
A tecnologia nuclear tem a finalidade de aproveitar a energia nuclear, convertendo o calor emitido na reação em energia elétrica. Isso pode acontecer controladamente em reator nuclear ou descontroladamente em bomba atômica. Em outras aplicações aproveita-se da radiação ionizante emitida.
A reação nuclear é a modificação da composição do núcleo atômico de um elemento, podendo transformar-se em outro ou outros elementos. Esse processo ocorre espontaneamente em alguns elementos. O caso mais interessante é a possibilidade de provocar a reação mediante técnicas de bombardeamento de nêutrons ou outras partículas.
Existem duas formas de reações nucleares: a fissão nuclear, onde o núcleo atômico subdivide-se em duas ou mais partículas; e a fusão nuclear, na qual ao menos dois núcleos atômicos se unem para formar um novo núcleo.O núcleo do ovo.

Exemplo

Apenas um exemplo das mais de 1000 possíveis fissões de urânio-235: Urânio captura um nêutron, torna-se instável e fraciona em bário e criptônio com emissão de dois nêutrons.

Com esta reação Hahn e Straßmann demonstraram a fissão em 1938 através da presença de bário na amostra, usando espectroscopia de massa.

Bomba atômica

As bombas nucleares fundamentam-se na reação nuclear (i.e. fissão ou fusão nuclear) descontrolada e portanto explosiva.
A eficácia da bomba atômica baseia-se na grande quantidade de energia liberada e em sua toxicidade, que apresenta duas formas: radiação e substâncias emitidas (produtos finais da reação e materiais que foram expostos à radiação), ambas radioativas. A força da explosão é de 5 mil até 20 milhões de vezes maior, se comparada a explosivos químicos. A temperatura gerada em uma explosão termonuclear atinge de 10 até 15 milhões de graus Celsius no centro da explosão.
Na madrugada do dia 16 de julho de 1945, ocorreu o primeiro teste nuclear da história, realizado no deserto de Alamogordo, Novo México, o chamado Trinity test.

O segundo, empregado pela primeira vez para fins militares durante a Segunda Guerra Mundial, foi na cidade japonesa de Hiroshima e o terceiro, na cidade de Nagasaki. Essas explosões mataram ao todo cerca de 155.000 pessoas imediatamente, além de 110.000 pessoas morrerem durante as semanas seguintes, em consequência dos efeitos da radioatividade. Além disso, suspeita-se que até hoje mais 400.000 morreram devido as efeitos de longo prazo da radioatividade.
As bombas termonucleares são ainda mais potentes e fundamentam-se em reações de fusão de hidrogênio ativadas por uma reação de fissão prévia. A bomba de fissão é o ignitor da bomba de fusão devido à elevada temperatura para iniciar o processo da fusão.