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.