O que é eletricidade?
Quando você liga um interruptor de luz, a luz acende imediatamente e você pode ver! Você já pensou sobre o que está acontecendo dentro de suas paredes para fazer isso acontecer? Se você pudesse entrar nas paredes, veria que um fio de cobre (ou outro metal) conecta o interruptor à lâmpada e, quando você coloca o interruptor na posição «ligado», ele faz um circuito completo e permite que a eletricidade fluir através do fio e da lâmpada, fazendo com que aqueça e emita uma luz forte.
O que há de tão especial no fio de cobre que permite que a eletricidade flua por ele e acenda a luz? O cobre permite que a eletricidade passe por ele porque tem uma alta condutividade elétrica , que é basicamente a capacidade da corrente elétrica fluir através de um material. Para entender melhor o que isso significa, primeiro precisamos dar um passo atrás e pensar sobre o que a eletricidade realmente é.
Tudo no universo conhecido, incluindo você, é feito de átomos muito pequenos. Dentro de cada átomo estão partículas ainda menores chamadas elétrons , prótons e nêutrons . Prótons e nêutrons são muito maiores do que elétrons e estão grudados no centro, ou núcleo, de um átomo. Eles estão sempre presos dentro de um átomo e não têm muita capacidade de se mover. Os elétrons, no entanto, estão no espaço ao redor do núcleo e são livres para se mover muito mais do que prótons e nêutrons.
Os elétrons também são partículas carregadas. Cada elétron tem uma pequena carga negativa que carrega consigo aonde quer que vá. Como os elétrons podem se mover facilmente dentro de um átomo, às vezes eles também podem se mover de um átomo para outro. Quando muitos elétrons estão se movendo de átomo a átomo na mesma direção, as cargas fluem da mesma forma que a água pode fluir em um tubo. Esse fluxo de elétrons carregados através de um material é o que chamamos de corrente elétrica . A corrente elétrica que flui através de uma lâmpada é o que faz com que ela aqueça e emita luz.
Isoladores Elétricos
Então, por que a corrente elétrica pode fluir facilmente através de alguns materiais (como cobre e outros metais), e não através de outros (como plástico ou borracha)? Novamente, temos que olhar o que está acontecendo dentro dos átomos de cada material.
Materiais como plástico e borracha têm elétrons que estão mais fortemente ligados ao núcleo de cada átomo. É muito difícil para os elétrons nesses tipos de materiais se moverem de um átomo para outro. Como a corrente elétrica não pode passar facilmente por eles, eles têm baixa condutividade elétrica e são chamados de isoladores . Além de plástico e borracha, alguns outros isolantes comuns são ar, vidro, sujeira e papel.
Condutores elétricos
Em contraste com os isoladores, metais como o cobre contêm átomos relativamente grandes, nos quais alguns elétrons estão distantes do núcleo. Esses elétrons podem se mover com muito mais facilidade de um átomo para outro, de modo que a corrente elétrica pode fluir facilmente. Materiais com alta condutividade elétrica são chamados de condutores . A maioria dos metais tem alta condutividade elétrica, embora o cobre seja ainda melhor do que alguns outros metais, por isso é geralmente usado na fiação de circuitos elétricos.
Além de metais como cobre, alumínio e aço, a água também tem uma alta condutividade elétrica. Seu corpo é feito principalmente de água, o que significa que VOCÊ também pode conduzir eletricidade! Você já tocou em uma maçaneta e levou um choque? Isso aconteceu porque você coletou elétrons extras conforme seus pés se moviam no carpete ou suas roupas se moviam contra os móveis ou outros objetos da casa. Quando você tocou o botão (também um condutor de metal), esses elétrons foram capazes de fluir de sua mão para o botão. O fluxo de corrente através de seu corpo e na maçaneta é o que causa um choque.
Resumo da lição
A corrente elétrica é o fluxo de elétrons através de um material, e a condutividade elétrica é a capacidade da corrente elétrica fluir através de um material. Condutores , como cobre, outros metais e água, têm uma alta condutividade elétrica e, portanto, podem facilmente fazer com que os elétrons passem por eles. Isolantes , como borracha e plástico, têm elétrons que estão fortemente ligados a cada átomo e não podem se mover muito, portanto, os isoladores têm uma baixa condutividade elétrica.