Você já queimou algum equipamento ligando-o na tomada errada? Isto é, algum aparelho que era 110V e você colocou na tomada 220V?

Eu já. Queimei um secador de cabelos em uma viagem para o Nordeste do Brasil. Uma tristeza!

Moro no Sul do país, e lá as tomadas são todas 110V; não sabia que as tomadas no Nordeste são todas 220V. Aí, já viu! Coloquei o secador na tomada, liguei e... fumaça e cheiro de queimado. Ruim também foi ter ficado com o cabelo todo despenteado.

Você sabe por que isso aconteceu?

O que significa 110V e 220V?

Vamos ver isso neste artigo.

O conceito de eletricidade tem origem em uma observação. É possível observar uma força de atração ou repulsão que, como a gravidade, atua na distância entre objetos eletricamente carregados.

A responsável por essa força recebeu o nome de carga elétrica.

Ainda pelas observações, foi possível descobrir que há dois tipos de cargas elétricas e que tipos opostos de cargas se atraem, ao passo que tipos iguais se repelem.

Algo notável sobre a força elétrica é que ela é grande, bem maior que a força da gravidade – e olha que a força da gravidade nos mantém todos presos à superfície da Terra!

Condutores são elementos feitos de átomos cujos elétrons mais externos – ou de valência – têm ligações relativamente fracas com seus núcleos, como mostrado na ilustração de um átomo de cobre (Figura 1).

Quando vários átomos de metal estão juntos, eles compartilham alegremente seus elétrons da valência uns com os outros, criando um "enxame" de elétrons não associados com um determinado núcleo.

Uma força elétrica bem pequena pode fazer o enxame de elétrons se mover. O cobre, o ouro, a prata e o alumínio são bons condutores. A água salgada também.

Há também maus condutores. O tungstênio – metal usado para filamentos de lâmpadas – e o carbono – em forma de diamante – são relativamente maus condutores porque seus elétrons estão menos propensos a ser mover. É justamente essa propriedade a responsável pela produção de luz.

Isolantes são materiais cujos elétrons externos são firmemente ligados aos seus núcleos. Forças elétricas modestas não são capazes de livrá-los. Quando uma força elétrica é aplicada, as nuvens de elétrons ao redor do átomo se estendem e se deformam em resposta à força, mas os elétrons não se separam.

Vidro, plástico, pedra e ar são isolantes. No entanto, mesmo para isolantes, a força elétrica pode ser grande o suficiente para mandar elétrons para longe – isso é chamado de "ruptura". É o que acontece com as moléculas de ar quando você vê uma faísca.

Materiais semicondutores estão entre isolantes e condutores. Eles, geralmente, atuam como isolantes, mas podem agir como condutores sob certas circunstâncias. Os detalhes no nível atômico de como os dispositivos semicondutores funcionam são governados pelas teorias da mecânica quântica, e seu estudo ficará para depois – bem depois!

O material semicondutor mais conhecido é o silício (número atômico 14). A capacidade de controlar as propriedades isolantes e condutivas do silício permitiu criar maravilhas modernas, como computadores e celulares.

Corrente é o fluxo de carga elétrica.

Carga flui em uma corrente.

Corrente é o número de cargas por unidade de tempo que passa através de uma seção. Além disso, é adotado o sinal positivo para a corrente correspondente à direção que a carga positiva estaria se movendo (mas quem se move, na maioria das vezes, são as cargas negativas, ou os elétrons).

Imagine dividir em seções todo o caminho através de um fio. Fique perto de uma seção e conte o número de cargas passando através dela. Anote quantas cargas passaram através da seção em um segundo. Dê uma olhada na Figura 2.

Já que corrente é a medida da quantidade de carga que passa por um certo espaço limitado em uma quantidade de tempo, ela pode ser expressa matematicamente usando a seguinte equação:

Onde Q é a quantidade de carga que passou pela seção durante o intervalo de tempo T.

O que origina a corrente elétrica em um metal?

Visto que elétrons são livres para se mover em metais, o movimento dos elétrons compõe a corrente em metais. Os núcleos positivos em átomos de metal são fixados no lugar e não contribuem para a corrente. Apesar de os elétrons terem carga negativa e fazerem quase todo o trabalho na maioria dos circuitos elétricos, nós ainda definimos a corrente positiva como a direção em que uma carga positiva se moveria. Essa é uma convenção histórica bem antiga.

A corrente elétrica pode ser originada pelo movimento de cargas positivas?

Sim, e há muitos exemplos. Na água salgada, a corrente elétrica é originada pela movimentação de ambas as cargas, positivas e negativas. Se colocarmos sal de cozinha comum (NaCl) na água, ele se transforma em um bom condutor, pois se dissolve e forma cargas ou íons positivos de Na${}^{+}$‍ e cargas ou íons negativos de Cl${}^{-}$‍. Ambos os íons respondem à força elétrica e se movem através da solução de água salgada, porém, em direções opostas. Nesse caso, a corrente é composta de átomos carregados que se movem.

O que causa a corrente elétrica?

Cargas elétricas ou átomos carregados (íons) que se movem em resposta às forças elétricas e magnéticas.

Qual é a velocidade da corrente elétrica?

Geralmente, não falamos em velocidade da corrente. Responder a pergunta "Quão rápida é a corrente fluindo?" requer o entendimento de um fenômeno físico complexo e, muitas vezes, isso não é relevante. O normal é perguntar e responder a questão "Qual é a quantidade de corrente que está fluindo?".

O conceito de tensão é um conceito desafiador; o de corrente é mais simples de entender. Muitas pessoas tentaram dar uma descrição simples de tensão em termos de forças elétricas fundamentais, mas nenhuma delas ajuda muito. Não desanime! Tensão é um conceito demorado de se fazer amizade.

Podemos dizer que a tensão, ou a diferença de potencial entre dois pontos, está relacionada com a mudança de energia experimentada por uma carga que está nas proximidades desses pontos.

A movimentação das cargas, sejam negativas ou positivas, será sempre no sentido de ir para o ponto ou estado de menor energia.

Podemos fazer uma analogia conosco, seres humanos, pois nossa tendência é também a de estar sempre no ponto ou no estado de menor energia.

Com relação à nossa posição corporal, temos que: estar em pé gasta mais energia do que estar sentado, que, por sua vez, gasta mais energia do que estar deitado. Assim, ao final, temos que nosso estado de menor energia é alcançado quando estamos deitados – não é preguiça, é Física!

Cabe ressaltar que nosso estado de energia é determinado em relação ao centro da Terra, onde está localizado o centro gravitacional do planeta. A força da gravidade atua sobre nós de modo a nos levar para o centro do planeta, e é por esse motivo que não "caímos para fora da Terra". Mas esse é um assunto para outro artigo. Vamos continuar na eletricidade, por enquanto.

Potência é a taxa de energia transformada ou transferida pelo tempo.

Medimos a potência em watt (W) ou em quilowatt (kW).

Um circuito elétrico é capaz de transferir potência. Isso ocorre mesmo em circuitos muito simples – por exemplo, o de uma lâmpada.

O que é uma lâmpada de 60 W?

É um instrumento que transforma energia elétrica em energia luminosa com a potência de 60 W.

É a taxa de transformação da energia – a primeira transforma energia elétrica em luminosa na taxa de 60 W, como já dissemos. A lâmpada de 100 W tem mais potência para transformar energia, por isso, ela brilha ou ilumina mais.

Figura 1: Ilustração de um átomo de cobre

Figura 2: Ilustração da definição de corrente elétrica