Física · 8.ª–12.ª classe
O que é a corrente elétrica?
Resposta curta
A corrente elétrica é o movimento ordenado de cargas elétricas num condutor. Mede-se pela intensidade da corrente, I = Q ÷ t, que é a quantidade de carga que atravessa uma secção do condutor em cada segundo. A unidade SI é o ampere (A), e 1 A = 1 coulomb por segundo.
Definição e características
Num fio de cobre existem eletrões livres que se movem ao acaso, em todas as direções, sem que haja deslocamento global. Quando se liga o fio aos polos de uma pilha ou de um gerador, cria-se um campo elétrico dentro do fio e os eletrões passam a ter, além do movimento desordenado, uma deriva ordenada num só sentido. Esse movimento de conjunto é a corrente elétrica.
Definição formal e explicação simples
- Definição formal: a intensidade da corrente elétrica é a carga elétrica que atravessa a secção reta de um condutor por unidade de tempo.
- Explicação simples: imagine um cano de água. A intensidade da corrente corresponde ao volume de água que passa numa secção do cano em cada segundo. Na corrente elétrica, o que passa são cargas.
Intensidade da corrente
I = Q ÷ Δt I em ampere (A) · Q em coulomb (C) · Δt em segundo (s)
Terminologia essencial
- Carga elétrica (Q): propriedade da matéria; a carga elementar, em módulo, é e = 1,6 × 10-19 C. O eletrão tem carga negativa.
- Condutor: material em que há cargas livres para se moverem (metais, soluções com iões). Isolador: material sem cargas livres (borracha, plástico, vidro seco).
- Circuito fechado: a corrente só se mantém se existir um caminho contínuo e uma fonte de energia (pilha, bateria, gerador).
- Amperímetro: instrumento que mede a intensidade da corrente; liga-se em série com o componente.
Sentido da corrente
Por convenção histórica, o sentido convencional da corrente é o do polo positivo para o polo negativo da fonte, no circuito exterior. Os eletrões, de carga negativa, deslocam-se em sentido contrário ao convencional. Nos cálculos usa-se o sentido convencional.
Corrente contínua e alternada
Na corrente contínua o sentido não muda (pilhas, baterias, painéis solares). Na corrente alternada o sentido inverte-se periodicamente; é a que chega às tomadas das casas.
Alguns efeitos da corrente
| Efeito | O que acontece | Onde se vê |
|---|---|---|
| Térmico | o condutor aquece (efeito Joule) | ferro de engomar, aquecedor, chuveiro elétrico |
| Luminoso | o filamento ou o semicondutor emite luz | lâmpadas |
| Magnético | forma-se um campo magnético à volta do fio | eletroíman, campainha, motor |
| Químico | provoca reações numa solução (eletrólise) | carregamento de baterias, galvanoplastia |
Exemplos do quotidiano
Exemplo 1 — Carga e intensidade
Enunciado: Por uma secção de um fio passam 120 C de carga em 40 s. Qual é a intensidade da corrente?
Resolução:
- Dados: Q = 120 C; Δt = 40 s.
- I = Q ÷ Δt = 120 ÷ 40 = 3.
Resposta: I = 3 A. Verificação: 3 A × 40 s = 120 C.
Exemplo 2 — Quanta carga passa
Enunciado: O carregador de um telemóvel fornece uma corrente de 2 A durante 3 minutos. Que carga atravessa o cabo?
Resolução:
- Converta o tempo para segundos: 3 min = 3 × 60 = 180 s.
- De I = Q ÷ Δt tira-se Q = I × Δt = 2 × 180 = 360.
Resposta: Q = 360 C. Verificação: 360 ÷ 180 = 2 A.
Exemplo 3 — Número de eletrões
Enunciado: Numa lâmpada passa uma carga total de 3,2 C. Quantos eletrões atravessaram o filamento? (e = 1,6 × 10-19 C)
Resolução:
- A carga total é o número de eletrões vezes a carga de cada um: Q = n × e.
- n = Q ÷ e = 3,2 ÷ (1,6 × 10-19).
- 3,2 ÷ 1,6 = 2, logo n = 2 × 1019.
Resposta: passaram 2 × 1019 eletrões. Verificação: 2 × 1019 × 1,6 × 10-19 = 3,2 C.
Exemplo 4 — Nível de exame: miliampere e sentido
Enunciado: Um amperímetro, ligado em série num circuito simples com uma pilha, marca 250 mA. (a) Exprima a corrente em ampere. (b) Que carga passa em 2 minutos? (c) Os eletrões deslocam-se no mesmo sentido da corrente convencional?
Resolução:
- (a) 1 mA = 10-3 A, logo 250 mA = 0,250 A = 0,25 A.
- (b) Δt = 2 × 60 = 120 s; Q = I × Δt = 0,25 × 120 = 30 C.
- (c) Não. O sentido convencional vai do polo positivo para o negativo; os eletrões, negativos, vão do polo negativo para o positivo.
Resposta: (a) 0,25 A; (b) 30 C; (c) não, deslocam-se em sentido contrário. Verificação: 30 C ÷ 120 s = 0,25 A.
Importância e aplicações
Quase tudo o que é elétrico depende de uma corrente: a iluminação de uma casa em Luanda, o carregamento de um telemóvel com um painel solar no Huambo, o motor de arranque de um carro, o funcionamento do corpo humano (os impulsos nervosos são sinais elétricos muito pequenos). Compreender a corrente é também a base da segurança: correntes da ordem de dezenas de miliampere atravessando o corpo já são perigosas, razão pela qual existem fusíveis, disjuntores e a regra de nunca mexer em instalações com a rede ligada.
Como aparece nos exames
Os exercícios típicos pedem para (1) aplicar I = Q ÷ Δt, convertendo minutos em segundos e miliampere em ampere; (2) indicar o sentido da corrente e dos eletrões; (3) contar eletrões a partir da carga; (4) escolher como ligar o amperímetro.
Erros frequentes
- Dizer que a corrente «se gasta» ao passar nos recetores. A intensidade é a mesma em todos os pontos de um circuito em série; o que se transforma é a energia, não a quantidade de carga que passa.
- Trocar o sentido dos eletrões com o sentido convencional. Fixe: convencional de + para −; eletrões de − para +.
- Esquecer a conversão de unidades. Minutos têm de passar a segundos e mA a A antes de substituir na fórmula.
- Ligar o amperímetro em paralelo. Ele deve ficar em série; em paralelo pode danificar-se e dá leituras sem sentido.
- Confundir corrente com tensão. A tensão é a «causa» (energia por carga); a corrente é o «efeito» (carga que passa por segundo).
Exercícios propostos
1Exercício 1
Por um fio passam 90 C em 30 s. Calcule a intensidade da corrente.
Ver solução
I = Q ÷ Δt = 90 ÷ 30 = 3 A.
2Exercício 2
Um aparelho é percorrido por uma corrente de 0,5 A durante 10 minutos. Que carga o atravessa?
Ver dica
Converta os minutos para segundos.
Ver solução
Δt = 10 × 60 = 600 s. Q = I × Δt = 0,5 × 600 = 300 C.
3Exercício 3
Exprima em ampere: (a) 500 mA; (b) 20 mA; (c) 1 500 mA.
Ver solução
Divide-se por 1 000: (a) 0,5 A; (b) 0,02 A; (c) 1,5 A.
4Exercício 4
Quantos eletrões atravessam uma secção de um condutor num segundo quando a corrente é de 1 A? (e = 1,6 × 10-19 C)
Ver dica
Em 1 s, a carga é Q = 1 C.
Ver solução
n = Q ÷ e = 1 ÷ (1,6 × 10-19) = 0,625 × 1019 = 6,25 × 1018 eletrões.
5Exercício 5
Numa experiência, o amperímetro regista 0,40 A durante 5 minutos. (a) Que carga passa no circuito? (b) Se a corrente passasse para o dobro, durante o mesmo tempo, que carga passaria?
Ver solução
(a) Δt = 5 × 60 = 300 s; Q = 0,40 × 300 = 120 C. (b) A carga é proporcional à corrente para o mesmo tempo, por isso duplica: 240 C (0,80 × 300 = 240).
Perguntas frequentes
Qual é a diferença entre corrente elétrica e tensão elétrica?
A corrente (em A) diz quantas cargas passam por segundo; a tensão (em V) diz quanta energia cada unidade de carga recebe ou cede. Pode haver tensão sem corrente (uma pilha sobre a mesa, com o circuito aberto), mas não há corrente contínua sustentada sem tensão.
Porque é que a corrente convencional vai do positivo para o negativo?
A convenção foi estabelecida antes de se descobrir o eletrão e de se saber que as cargas móveis nos metais são negativas. Manteve-se porque os cálculos e as regras dão os mesmos resultados com qualquer das duas escolhas, desde que se seja coerente.
Os eletrões atravessam o fio à velocidade da luz?
Não. A velocidade média de deriva dos eletrões num fio comum é muito pequena, da ordem de milímetros por segundo. O que se propaga depressa é o campo elétrico, e por isso a lâmpada acende quase instantaneamente quando se fecha o interruptor.
Que erros os estudantes cometem sobre corrente elétrica?
Os mais comuns são pensar que a corrente se consome no circuito, não converter mA em A e ligar o amperímetro em paralelo. Releia a secção «Erros frequentes» e refaça os exemplos sem olhar para a resolução.
Resumo
- A corrente elétrica é o movimento ordenado de cargas num condutor, num circuito fechado.
- I = Q ÷ Δt; unidade SI: ampere (A), com 1 A = 1 C/s.
- O sentido convencional vai de + para −; os eletrões movem-se em sentido contrário.
- O amperímetro liga-se em série.
- Converta sempre min → s e mA → A antes de calcular.
- A carga elementar é e = 1,6 × 10-19 C, e Q = n × e.
Onde aprofundar
- O manual de Física da sua classe e o programa oficial (INIDE / Ministério da Educação de Angola) — confirme a edição em vigor.
- O Sistema Internacional de Unidades, descrito pelo Bureau Internacional de Pesos e Medidas (BIPM), para a definição de ampere.
- O manual aberto OpenStax Physics (em inglês), capítulos sobre corrente e circuitos.
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