Nesta aula de electrónica vamos estudar as principais diferenças entre a Quantidade de Electricidade e a Intensidade de Corrente Eléctrica, estudadas nas duas últimas aulas de electrónica.
Como verificámos anteriormente, a quantidade de electricidade é representada pela letra Q e a intensidade de corrente eléctrica é representada pela letra I.
Se num circuito eléctrico, de intensidade de corrente igual a 1 Ampere ( I = 1A ), deduzimos que nele circula durante 1 segundo uma quantidade de electricidade de 1 Coulomb ( Q = 1C ). Em 2 segundos circulam 2 Coulombs, em 3 segundos circulam 3 Coulombs, e assim sucessivamente, enquanto que a Intensidade de Corrente se mantém sempre em 1 Ampere.
Daqui podemos concluir que estas duas grandezas, a quantidade de electricidade e o tempo estão relacionadas, sempre que a intensidade de corrente é constante. Dito por outras palavras, a quantidade de electricidade e o tempo são directamente proporcionais quando a intensidade de corrente eléctrica é constante, ou seja, quando o tempo aumenta, aumenta na mesma proporção a quantidade de electricidade.
Desta dedução podemos extrair a seguinte fórmula:
Q = I x t
ou seja, a quantidade de electricidade (Q) é igual à intensidade de corrente (I) multiplicada pelo tempo (t) em que a corrente circula no circuito.
Convém não esquecer das unidades de medida de cada grandeza: a grandeza quantidade de electricidade representa-se pela letra Q, tendo como unidade de medida o coulomb (C); a grandeza intensidade de corrente eléctrica representa-se pela letra I e tem como unidade de medida o ampere (A); e a grandeza tempo representa-se pela letra t e tem como unidade de medida o segundo (s).
Exercício prático:
Se num circuito circular uma intensidade de corrente eléctrica de 3A, que quantidade de electricidade circulou no circuito após 2 horas?
Resolução:
▪ Primeiro vamos verificar o que nos diz o enunciado do exercício:
Intensidade de corrente eléctrica de 3A => I = 3A
Quantidade de electricidade => Q = ?
Tempo => t = 2 horas▪ Sabemos que a intensidade de corrente eléctrica é igual a 3 Amperes e desconhecemos qual a quantidade de electricidade (em coulombs) e sabemos que o tempo é igual a 2 horas. Temos que converter o tempo, expresso em horas, para a unidade de medida da grandeza tempo, ou seja, em segundos. Assim, 2 horas correspondem a:
como cada hora é igual a 60 minutos, então, 2 horas = 2 x 60 minutos = 120 minutos
como cada minuto tem 60 segundos, então, 120 minutos = 120 x 60 segundos = 7200 segundos
▪ Aplicando a fórmula estudada, teremos:
Q = I x t <=> Q = 3A x 7200s <=> Q = 21600 coulombs
Resposta: A quantidade de electricidade que circula num circuito onde é aplicada uma corrente eléctrica de 3 Amperes durante 2 horas (7200 segundos) é igual a 21600 coulombs.
Grandezas directamente proporcionais:
Estudámos acima que a quantidade de electricidade e o tempo são grandezas directamente proporcionais, quando a intensidade de corrente eléctrica é constante, isto é, ambas aumentam em igual proporção, desde que a intensidade de corrente seja sempre a mesma. No exemplo a seguir, iremos verificar essa dedução:
Usando a fórmula estudada, Q = I x t, se tivermos uma intensidade de corrente eléctrica constante, ou seja, se esta for sempre igual a, por exemplo, dois amperes (2A), constatamos que a quantidade de electricidade (Q) aumenta na mesma proporção que aumenta o tempo (t):
Q = I x t <=> 6 = 2 x 3
Q = I x t <=> 8 = 2 x 4
Q = I x t <=> 10 = 2 x 5
Verificámos que, no exemplo acima, se a intensidade de corrente eléctrica for sempre igual a 2 amperes, a quantidade de electricidade será sempre o dobro do grandeza tempo. É esta a definição de duas grandezas directamente proporcionais.
Poderão consultar a aula de fórmulas e igualdades para apoio no cálculo deste tipo de operações.
Como calcular as outras grandezas:
No exercício prático estudado mais acima, desconhecíamos a grandeza quantidade de electricidade (Q). O seu cálculo foi facilitado, já que sabíamos que esta grandeza é igual à grandeza intensidade multiplicada pela grandeza tempo (Q = I x t).
Mas, se a grandeza desconhecida for a intensidade de corrente eléctrica, os cálculos tornam-se mais complicados, tornando-se útil isolar esta grandeza para assim a calcularmos com mais facilidade.
Um pequeno truque para isolar grandezas:
Se tivermos a fórmula Q = I x t, onde temos isolada a grandeza Q e pretendermos isolar outra grandeza, por exemplo, a grandeza I, basta fazermos o seguinte:
Q = I x t => vamos trocar as letras por números, ou seja, se Q = 8, podemos dizer que I = 4 e t = 2, por exemplo. Assim ficamos com esta simples multiplicação: 8 = 4 x 2
Usando os algarismos 8, 4 e 2, podemos facilmente chegar a outras fórmulas:
4 = 8 : 2
2 = 8 : 4
8 = 2 x 4
Se agora trocarem esses algarismos pelas letras da fórmula anterior, ficaremos com:
I = Q : t
t = Q : I
Q = t x I
Como verificaram nas fórmulas anteriores, ficámos com as grandezas I, Q e t isoladas,
sendo assim mais fácil fazer o seu cálculo.
Grandezas inversamente proporcionais:
Como vimos acima, “a quantidade de electricidade e o tempo são directamente proporcionais quando a intensidade de corrente eléctrica é constante”. Pelas fórmulas anteriores, verificamos que o tempo (t) e a intensidade de corrente eléctrica (I), são grandezas inversamente proporcionais, sempre que a quantidade de electricidade é constante, ou seja, sempre que uma vai aumentando, a outra vai diminuindo de valor:
Q = I x t <=> 20 = 2 x 10
Q = I x t <=> 20 = 4 x 5
Q = I x t <=> 20 = 5 x 4
Como viram, se a quantidade de electricidade for constante, por exemplo, Q = 20 coulombs, sempre que aumenta a intensidade, diminui o tempo.
Exercício prático:
Se num circuito circularem 120 coulombs durante 10 minutos, qual será a intensidade de corrente aplicada nesse circuito?
Resolução:
▪ Primeiro vamos verificar o que nos diz o enunciado do exercício:
Quantidade de electricidade de 120 coulombs => Q = 120C
Tempo => t = 10 minutos (cada minuto = 60 segundos, então 10 minutos = 10 x 60 segundos = 600 segundos)
Intensidade de corrente eléctrica => I = ?▪ Como a grandeza desconhecida é a intensidade de corrente eléctrica, será útil isolar essa grandeza, tal como vimos anteriormente. Assim transformaremos a fórmula principal (Q = I x t), numa outra fórmula em que esteja isolada a grandeza I :
Se Q = I x t (8=4×2), então I = Q : t (4=8:2)
▪ Agora já temos a fórmula a utilizar para o cálculo deste exercício. Sendo assim ficaremos com:
I = Q : t <=> I = 120 : 600 <=> I = 0,2A
Reposta: A intensidade de corrente eléctrica aplicada num circuito, por onde circularam 120 coulombs durante 10 minutos (600 segundos) é de 0,2 amperes, ou 200 miliamperes (200 mA)
Poderão consultar a aula de grandezas, unidades, múltiplos e submúltiplos
para apoio no estudo de grandezas, múltiplos e submúltiplos.
Espero que tenham compreendido a relação entre quantidade de electricidade e intensidade de corrente eléctrica. Também é importante a compreensão de grandezas directamente proporcionais e de grandezas inversamente proporcionais.
Qualquer dúvida basta deixarem um comentário neste artigo ou entrarem em contacto connosco.
Achei excelente! Parabéns
Obrigado Helena pelo seu comentário positivo e ainda bem que gostou!
É esse o nosso principal objectivo, fornecer conteúdos de qualidade.
Abraço e até breve.
Você é muito didático! Está de parabéns!
@Antonio Marcos:
Muito obrigado pelo seu comentário e a sua crítica positiva.
Abraço e até breve. :)
Olá, muito boa suas aulas, estou gostando muito. Só me incomoda o fato de você usar o “c” em algumas palavras como: electricidade, directamente etc.
@Nielson:
Desde já muito obrigado pela sua apreciação. Ficamos muito contentes por poder ajudar.
Em Portugal, apesar do acordo ortográfico estar quase em vigor, ainda se escrevem todas essas palavras com “c”, mas depois do novo ortográfico essas palavras vão se escrever igual ao Brasil, ou seja, sem “c”.
Abraço e obrigado pela sua participação.
Olá, muito boa suas aulas, estou gostando muito. Só me incomoda o fato de você usar o “c” em algumas palavras como: electricidade, directamente etc.
abraço!
fique alegre pela página ter novos comentários e por você ter respondido, só assim eu sei que você não abandonou esse trabalho tão legal.
abraços também!
@Nielson:
Apesar do tempo não ter sido muito para actualizar este site, tenho feito os possíveis para continuar com este projecto.
Muito obrigado pela sua força!
Abraço e até breve.