Guia manga eletrónica

Guia mangá de

Eletricidade

Kazuhiro Fujitaki Matsuda Trend-pro Co., Ltd.

novatec

Sumário PREFÁCIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xi Prólogo: De Electopia, a Terra da Eletricidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 O QUE É ELETRICIDADE? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 A eletricidade e a vida cotidiana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Unidades elétricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Eletricidade em casa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Como a eletricidade funciona . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A verdadeira natureza da eletricidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Corrente e descarga elétrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Estrutura atômica e condutividade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Eletricidade estática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A série triboelétrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Usos da eletricidade estática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Etiquetas nos produtos elétricos do consumidor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tensão e potencial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Átomos e elétrons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Eletricidade estática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Força eletrostática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A série triboelétrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Movimentação de cargas e direção da corrente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14 15 19 25 26 30 34 36 40 43 45 46 47 49 49 51 51

2 O QUE SÃO CIRCUITOS ELÉTRICOS? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Circuitos elétricos em aparelhos do dia-a-dia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . O circuito de uma lanterna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Partes de um circuito elétrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A lei de Ohm e os métodos de conexão de componentes elétricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Circuitos elétricos e lei de Ohm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Conexões em série e em paralelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Circuitos elétricos e corrente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Símbolos gráficos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Circuito de corrente contínua e circuito de corrente alternada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Lei de Ohm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Resistividade e condutividade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Resistência equivalente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

56 59 61 67 68 69 73 73 74 76 77 78

3 Como a eletricidade funciona? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 Por que a eletricidade produz calor? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Eletricidade e calor de Joule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 Como o calor é gerado pela corrente? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 Emissão térmica e luminescência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 Corrente e campos magnéticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 Regra da mão esquerda de Fleming (para motores cc) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 Regra da mão direita de Fleming (para geradores) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Calor de Joule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 Vibração térmica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 Ondas eletromagnéticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 Eletricidade e magnetismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 Regra da mão esquerda de Fleming e motores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Regra da mão direita de Fleming e os geradores elétricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 Eletricidade e bobinas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 Bobinas e indução eletromagnética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 Bobinas e indutância . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 Bobinas e corrente alternada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 Bobinas e transformadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 Capacitores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 Capacitores e corrente alternada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 4 Como você gera eletricidade? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 Geradores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Como o gerador de energia produz eletricidade? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pilhas (ou baterias) e outras fontes de eletricidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Células químicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . O que acontece em uma pilha de célula seca? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Água e células de combustível . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ânodos e cátodos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Criando a sua própria pilha de moeda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pilhas termelétricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Eletricidade gerada por usina de energia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Geração de energia térmica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Geração de energia nuclear . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Geração de energia hidrelétrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Geração de energia eólica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

viii  Sumário

118 121 124 126 132 135 138 140 141 147 149 151 152 154

5 Como usar a eletricidade adequadamente? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 O que são semicondutores? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diodos e transistores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diodos emissores de luz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Transistores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diodos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Transistores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Transistor de efeito de campo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Conversores e inversores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sensores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sensores de temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sensores ópticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

161 169 174 176 186 188 188 189 190 190 192

epílogo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 Índice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201

Sumário  ix

ELECToPIA

este é um mundo onde os dispositivos eletrônicos são um pouco mais avançados que os da terra.

*

Rereko...

MAS, OS ESTUDANTES DE ELECTOPIA TÊM O MESMO TIPO DE PROBLEMA QUE OS ESTUDANTES DA TERRA.

* SALA DOS PROFESSORES DA ESCOLA TÉCNICA

SABE POR QUE CHAMEI VOCÊ AQUI?

Uh...um...

BOM, EU NUNCA FUI MUITO ESPERTA... MAS SINCERAMENTE, NÃO SEI.

*

* ESCOLA CENTRAL DE TREINAMENTO ELÉTRICO

2  Prólogo

TUDO BEM. VOCÊ QUASE ACERTOU A RESPOSTA.

JÁ QUE PODEMOS REESCREVER ESSA EQUAÇÃO COMO... CORRENTE (A) =

...NÓS TEMOS 1000W — = 10A 100V

Potência (W) — tensão (V)

NÃO É?

...TAMBÉM PODEMOS FACILMENTE ENCONTRAR A CORRENTE.

PARA ESTA CHALEIRA ELÉTRICA...

CORRETO!

AGORA VAMOS VER A ENERGIA. A CONTA ELÉTRICA MENSAL VEM NA UNIDADE KWH (QUILOWATT-HORA) QUE REPRESENTA A QUANTIDADE DE ENERGIA ELÉTRICA QUE UMA FAMÍLIA UTILIZA...

ÔPA... SAQUEI!

18  Capítulo 1  O que é Eletricidade?

A série triboelétrica A eletricidade estática é mais facilmente gerada quando o ar fica mais seco - a umidade impede a eletricidade estática de se reunir em uma superfície. Além disso, algumas roupas se tornam facilmente carregadas, enquanto que outras não, dependendo do material de que são feitas. Já que a seda tem boa absorção de água e contém muito mais umidade que as fibras sintéticas, isso pode reduzir a ocorrência de eletricidade estática. As polaridades das cargas geradas pela fricção variam conforme os materiais que são esfregados juntos. Essas diferenças são representadas pela série triboelétrica. Por exemplo, se cabelo e algodão forem esfregados juntos, o cabelo vai se tornar positivamente carregado e o algodão vai se tornar negativamente carregado, mas para algodão e vinil, o algodão vai se tornar positivamente carregado e o vinil vai se tornar negativamente carregado. SÉRIE TRIBOELÉTRICA

Negativo

V I N I L

P O L I E T I L E N O

P O L I É S T E R

C O B R E

B O R R A C H A

M A D E I R A

A Ç O

A L G O D Ã O

P A P E L

S E D A

L Ã

Positivo

N y l o n

C A B E L O

V I D R O

P E L E

A série triboelétrica

Quanto mais afastados os materiais ficam na série triboelétrica, mais eletricidade estática é gerada entre eles, e quanto mais próximos na série triboelétrica os objetos estiverem, menos eletricidade estática é gerada. Em outras palavras, você pode reduzir a ocorrência de eletricidade estática ao vestir roupas feitas de materiais que ficam próximos na série triboelétrica.

Movimentação de cargas e direção da corrente O relâmpago também é resultado de eletricidade estática. O relâmpago ocorre quando a eletricidade estática produzida pela fricção de granizo e partículas de gelo em uma nuvem descarrega entre a nuvem e a terra. No caso do relâmpago, existe o ar (isto é um isolante pelo qual a eletricidade tem dificuldade de passar) entre as cargas positivas e negativas, então a descarga não ocorre facilmente. Quando uma grande quantidade de carga se forma e a diferença potencial entre as cargas positivas e negativas é extremamente grande, o isolamento do ar de repente se quebra e ocorre uma descarga elétrica. A descarga elétrica é o fenômeno no qual a carga passa continuamente. Esse fluxo contínuo de eletricidade é chamado de corrente.

A série triboelétrica  51

SE REPRESENTARMOS ISSO EM UMA FÓRMULA, VAI FICAR ASSIM: RESISTÊNCIA = equivalente

1 1 1 + R2 R1

R1 × R2

=

BEM, VAMOS pensar em casos simples PRIMEIRO, OK?

R1 + R2

(PRODUTO pela SOMA) tuf

Ok...

SE DUAS LÂMPADAS IDÊNTICAS ESTIVEREM CONECTADAS EM SÉRIE, O VALOR DA RESISTÊNCIA É O DOBRO, CERTO?

R1

R2

GRRRR! ISSO É MESMO COMPLICADO.

1 LÂMPADA

BRILHANTE

2 LÂMPADA

PARA OBTERMOS EM AMBAS AS LÂMPADAS A MESMA LUMINOSIDADE DE UMA ÚNICA LÂMPADA CONECTADA, NÓS DEVEMOS DOBRAR A tensão.

FRACA

NESSE CASO, JÁ QUE A CORRENTE É PELA METADE, A LUMINOSIDADE DE CADA LÂMPADA É MAIS FRACA DO QUE QUANDO SÓ UMA LÂMPADA ESTÁ CONECTADA.

Clic

Conexões em série e em paralelo  71

Resistência equivalente Existem dois métodos básicos de conectar componentes elétricos. Vamos ver ambos com relação à resistência. Quando existem múltiplas resistências em um circuito, podemos considerá-las como uma única resistência equivalente. O método de conectar resistências em uma fila é chamado de conexão em série. Nós calculamos o valor da resistência equivalente de uma conexão em série pela soma dos valores das resistências individuais. Resistência efetiva = R0 = R1 + R2 + ... + Rn Nesta conexão, a intensidade da corrente que passa em cada resistência é a mesma. A tensão da fonte de alimentação é a tensão dividida para cada resistência.. RESISTÊNCIA EFETIVA R0 = R1 + R2 + R3 + ... + Rn R2

R3

Rn

V1

V2

V3

Vn

−

R1

+

CONEXÃO EM SÉRIE

TENSÃO DA FONTE DE ALIMENTAÇÃO (V) CALCULAR A TENSÃO DA FONTE DE ALIMENTAÇÃO PELA DIVISÃO DA TENSÃO PELA SOMA DAS RESISTÊNCIAS. Conexão em série e resistência equivalente

Se duas lâmpadas do mesmo tamanho forem conectadas em série a uma fonte de alimentação, a corrente será a metade, e a luminosidade de cada lâmpada vai ser mais fraca do que quando apenas uma lâmpada estava conectada, pois a resistência equivalente dobrou. Neste caso, a tensão em ambos os lados de cada lâmpada será a metade do valor da tensão da fonte de alimentação.

78  Capítulo 2  O que são circuitos elétricos?

Regra da mão esquerda de fleming (para motores cc) professor HIKARU! É CLARO!

VOCÊ ESTÁ ATIRANDO PAPEL, TESOURAS, E PEDRAS! ISSO É IMBATÍVEL! Papel

tesouras

ra ped

NÃO... EU NÃO quis dizer O jogo DE PEDRAS, PAPEL E TESOURAS.

REREKO, VOCÊ SABE O QUE ISTO SIGNIFICA?

SE UM CONDUTOR FOR COLOCADO EM UM CAMPO MAGNÉTICO E PASSAR CORRENTE, UMA FORÇA É EXERCIDA SOBRE O CONDUTOR que SE MOVIMENTA CONFORME A REGRA DA MÃO ESQUERDA DE FLEMING.

QUANDO A SUA MÃO ESQUERDA É COLOCADA DESTA FORMA... O CONDUTOR SE MOVIMENTA NESTA DIREÇÃO

O CAMPO MAGNÉTICO APONTA DE NORTE PARA SUL NESTA DIREÇÃO

A CORRENTE PASSA NESTA DIREÇÃO

A MÃO ESQUERDA... É ESTA? 98  Capítulo 3  Como a eletricidade funciona?

ESSA REGRA DIZ QUE O DEDO INDICADOR APONTA NA DIREÇÃO DO CAMPO MAGNÉTICO (N PARA S), O DEDO MÉDIO APONTA NA DIREÇÃO EM QUE A CORRENTE SE MOVIMENTA, E O CONDUTOR SE MOVIMENTA NA DIREÇÃO INDICADA PELO POLEGAR, COMO RESULTADO DA FORÇA QUE AGE NA MESMA DIREÇÃO.

Regra da mão direita de fleming (para geradores)

FLEMING TAMBÉM TEM UMA REGRA DA MÃO DIREITA! O QUE ESSA REGRA DIZ?

Condutor

SE UM CONDUTOR SE MOVIMENTA ENTRE OS Polos DE UM IMÃ, O CONDUTOR CRUZA um CAMPO MAGNÉTICO.

CAMPO MAGNÉTICO

MOVIMENTO DO CONDUTOR

UMA AÇÃO QUE FAZ A ELETRICIDADE FLUIR, QUE É CHAMADA DE FORÇA ELETROMOTRIZ, É GERADA NO CONDUTOR NESSe momento, E A CORRENTE PASSA.

Ok...

O CAMPO MAGNÉTICO N-S APONTA NESTA DIREÇÃO

O CONDUTOR SE MOVIMENTA NESTA DIREÇÃO

CAMPO MAGNÉTICO A CORRENTE SE MOVIMENTA NESTA DIREÇÃO Movimento

corrente

100  Capítulo 3  Como a eletricidade funciona?

O FLUXO DESSA CORRENTE É NA DIREÇÃO DO DEDO MÉDIO DA MÃO DIREITA, A DIREÇÃO DO CAMPO MAGNÉTICO É A DIREÇÃO DO DEDO INDICADOR, E A DIREÇÃO DO MOVIMENTO DO condutor ELÉTRICO É A DIREÇÃO DO POLEGAR.

Criando a sua própria pilha de moeda

É MESMO?

TUDO O QUE PRECISAMOS SÃO DOIS TIPOS DE METAL E UM ELETRÓLITO. PODEMOS ATÉ USAR ITENS COMUNS QUE TEMOS À MÃO.

ELETRÓLITO

JÁ QUE NÓS SABEMOS QUAL REAÇÃO QUÍMICA A PILHA UTILIZA, É SIMPLES CRIAR A NOSSA PRÓPRIA PILHA.

POR EXEMPLO...

...TUDO O QUE PRECISAMOS SÃO ESTAS COISAS!

SAL DE COZINHA

ÁGUA

PANO

MOEDINHA FOLHA DE ALUMÍNIO

uau!

MOEDINHA (+)

BASTA USAR APENAS UMA MOEDINHA (DE COBRE) NO polo POSITIVO, UM PEDAÇO DOBRADO DE FOLHA DE ALUMÍNIO NO polo NEGATIVO, E INSERIR UM PANO QUE EMBEBIDO EM ÁGUA COM SAL COMO ELETRÓLITO ENTRE ELES, E TEMOS A PILHA!

PANO EMBEBIDO EM ÁGUA COM SAL

140  Capítulo 4  Como você gera eletricidade?

folha (-)

Eletricidade gerada por usina de energia Nas usinas de energia, não importa qual a fonte do movimento, uma turbina gira e produz eletricidade em um gerador.

RESERVATÓRIO REPRESA

GERADOR ELÉTRICO

TRANSFORMADOR

ELETRICIDADE

COMPORTA

turbina DE ÁGUA SAÍDA DE DRENAGEM

GERAÇÃO DE ENERGIA HIDRELÉTRICA: A ENERGIA POTENCIAL DA ÁGUA GIRA EM UMA TURBINA DE ÁGUA PARA mover O GERADOR ELÉTRICO ACOPLADO. VAPOR

VAPOR

Turbina GERADOR ELÉTRICO ELETRICIDADE

ÁGUA transformador

CALDEIRA (COM COMBUSTÍVEL COMO ÓLEO, CARVÃO, OU GÁS)

CAMINHO DE ESCOAMENTO CAMINHO DE ENTRADA

VAPOR

ÁGUA

ÁGUA

GERAÇÃO DE ENERGIA TÉRMICA: COMBUSTÍVEIS COMO ÓLEO OU CARVÃO CONVERTEM A ÁGUA EM VAPOR PARA GIRAR UMA TURBINA E mover O GERADOR ELÉTRICO ACOPLADO.

REATOR NUCLEAR (FIsSÃO NUCLEAR DE URÂNIO)

GERAÇÃO DE ENERGIA NUCLEAR: O CALOR QUE É GERADO QUANDO MATERIAL NUCLEAR SOFRE FIsSÃO NUCLEAR CONVERTE A ÁGUA EM VAPOR PARA GIRAR A TURBINA E mover O GERADOR ELÉTRICO ACOPLADO.

Geração de eletricidade em usinas de energia

Eletricidade gerada por usina de energia  147

AGORA, VAMOS SUPOR QUE NÓS MISTURAMOS UM POUCO DO ELEMENTO BORO, QUE TEM TRÊS ELÉTRONS DE VALÊNCIA.

O BORO E O SILÍCIO LIGAM, MAS EXISTE UM LUGAR VAZIO DEIXADO NO ESPAÇO QUE NÃO TEM ELÉTRON.

Boro

LUGAR VAZIO?

buraco

ESSE LUGAR VAZIO É CHAMADo DE buraco.

OS buracos SÃO LUGARES DE ELÉTRONS VACANTES EM LIGAÇÕES COVALENTES.

buraco

fu r o FURO

deriva deriva

VOCÊ PODE CONSIDERAR O buraco COMO UM ELÉTRON LIVRE COM CARGA POSITIVA.

Ok...

Semicondutores  167

Diodos emissores de luz É O CHAMADO DIODO emissor de LUZ

EM ALGUNS DIODOS, A JUNÇÃO P-N EMITE LUZ QUANDO PASSA CORRENTE NA polarização DIRETA.

OH SIM, ESSES AQUI! EU OS VI NAS ÁRVORES DE NATAL!

OU LED ABREVIADO.

PIS CA

PISCA

Ho, ho, ho!

CORRETO. ELAS TAMBÉM APARECERAM QUANDO EU EXPLIQUEI A PILHA DE MOEDA.

ÂNODO

CÁTODO

SE UMA POLARIZAÇÃO DIRETA FOR APLICADA A UM DIODO QUE EMITE LUZ E PASSAR CORRENTE...

OS ELÉTRONS E OS buracos SE UNEM PERTO DA JUNÇÃO P-N E DESAPARECEM.

RESISTÊNCIA

OH, ELES COLIDEM!

174  Capítulo 5  Como usar a eletricidade adequadamente?