O entendimento completo do circuito elétrico

4 de outubro, 2010 às 12:00 | Postado em Corrente contínua e alternada, Eletricidade

Pessoal, queria sanar uma dúvida que tenho há muito tempo. Liga-se um circuito com uma resistência nos terminais de uma bateria. Visualizo o seguinte esquema : carga elétrica contida no anodo gera um campo elétrico que, ao longo do fio, faz com que os elétrons livres dos átomos do condutor adquiram uma aceleração na mesma direção e sentido do campo. Os eletrons livres do condutor, então, percorrem uma distancia muito pequena até colidirem com outros eletrons, transferindo assim sua energia cinética. Essas colisões continuam ocorrendo, caracterizando a corrente elétrica. Pois bem, as minhas dúvidas :

1 – O que acontece ( em termos atómicos, sobre os eletrons ) no momento em que as colisoes passam a ser entre eletrons de atomos da resistencia, ou seja, como é o funcionamento da corrente elétrica ao longo do resistor e depois dela ?
2 – Se a corrente elétrica é a mesma antes e depois de um resistor , o que que significa ( aprofundadamente e exatamente ” a “perda de energia” que se transforma em calor ?
3 – Qual a explicação ( aprofundadamente ) para que o potencial elétrico após um resistor seja menor do que antes dele ? Como se distribui o potencial elétrico ao longo do circuito ?? Posso relacionar com a fórmula do potencial elétrico gerado por uma carga = K.Q/d , contando que as cargas são os anodos e catodos da pilha ?

Bem, as 2 últimas são dúvidas que eu carrego há anos e que nunca consegui entender.Se alguem conseguir captar a minha dúvida e conseguir explicar todo o funcionamento, ficarei eternamente grato.Mesmo que apontem um site para que eu possa entender, já seria uma imensa ajuda.
Até mais galera.

Pergunta originalmente feita em http://br.answers.yahoo.com

Comentário de quem perguntou após a resposta abaixo: 
Excelente resposta!

Quando um condutor é conectado ao terminais de uma fonte (de fem constante) há uma redistribuição de cargas. Antes da conexão o excedente de carga estava localizado nos terminais de fonte; depois da conexão, isto é, depois de curto intervalo de tempo, há uma distribuição de carga ao longo do condutor para que no seu interior ocorra o campo elétrico responsável pela corrente. Este transiente é “varrido para baixo do tapete”, não considerado na análise de circuitos de corrente contínua. O que é importante em relação à tua pergunta é que depois que a conexão foi feita, a distribuição de cargas (das cargas em excesso), não é a mesma que antes da conexão. Calcular a distribuição de carga em um condutor conduzindo uma corrente constante é um problema matematicamente complicado (mais complicado ainda se a corrente não é constante).

Vale olhar o artigo que trata qualitativamente da distribuição de cargas em circuito de CC:  TENSÃO E CARGAS SUPERFICIAIS – O QUE WILHELM WEBER JÁ SABIA HÁ 150 ANOS.

Em um condutor metálico os portadores são os elétrons livres. Um modelo simples (para corrente contínua) imagina que o elétron livre, sob a ação do campo elétrico estabelecido dentro do condutor, ganha um pouco de energia cinética e então colide com a rede iônica, transferindo energia para a rede, o que macroscopicamente é o “efeito Joule”. Desta forma, em média, os elétrons livres em um particular local do condutor tem uma velocidade de deriva constante; essa velocidade de deriva pode ser diferente em diferentes regiões do circuito mas em cada ponto ela é, em média, constante no tempo – por exemplo, a velocidade de deriva dos elétrons livres no filamento de uma lâmpada é maior do que nos condutores de conexão da lâmpada, entretanto a intensidade da corrente elétrica é a mesma tanto no filamento quanto nas conexões.

O potencial elétrico varia ao longo do condutor devido a existência de um campo elétrico ao longo do condutor. Uma carga livre que transite de um ponto para outro sofrerá um trabalho elétrico devido a esse campo. Este trabalho aparecerá macroscopicamente como aquecimento dos resistores ou como outras formas de energia em transdutores (por exemplo, energia mecânica em motores e energia sonora em alto-falantes).

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