Para onde vão os elétrons?
7 de abril, 2015 às 14:35 | Postado em Corrente contínua e alternada, Eletricidade, Estrutura da matéria
Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/Boa noite.
Sou um entusiasta da eletricidade e tenho uma dúvida que me corrói por dentro e não encontro resposta em lugar algum…
A corrente elétrica é o “fluxo ordenado de elétrons”, onde esses elétrons vão para “frente e para trás” conforme a alteração do rotor nos geradores.
Minha dúvida é a seguinte:
Esses elétrons entram em uma TV e o que acontece? Eles são “consumidos” pelas cargas da TV?
Alguem comentou em algum fórum que os “elétrons entram no aparelho, este aparelho consome esses elétrons, e eles retornam pelo neutro”. Isso é verdadeiro?
Aguardo
Fontes ou geradores elétricos NÃO produzem cargas elétricas. As cargas elétricas com mobilidade (cargas livres) nos condutores (elétrons em condutores metálicos, íons em condutores iônicos, …) existem independentemente da existência da corrente elétrica; a corrente elétrica é, como afirmado acima, “fluxo ordenado de elétrons” e/ou de outros tipos de cargas livres. As fontes ou geradores energizam eletricamente os circuitos aos quais estão conectadas conferindo energia para colocar as cargas livres em movimento ordenado (movimento de deriva), isto é, produzir uma corrente elétrica.
Uma analogia mecânica com uma bem conhecida roda de água em um moinho pode auxiliar. A roda de água NÃO consome água, isto é, a água passa pela roda lhe transferindo energia mecânica. A água desce através de uma diferença de potencial gravitacional e transfere energia à roda. De maneira análoga as cargas livres nos condutores permitem transferência de energia da fonte para o consumidor mas neste processo NÃO há consumo das cargas assim como a água que passa pela roda não é consumida: as cargas se movem através uma região onde existe uma diferença de potencial elétrico. Nesta analogia mecânica os processos de absorção de energia solar pela água, a consequente evaporação, a condensação e a queda da água (chuva) na parte alta do reservatório do qual sai a água para a roda, cumprem o papel da fonte ou gerador de energia elétrica em circuitos elétricos.
Portanto, assim como a água é a “substância de trabalho” que permite a transferência de energia para a roda, as cargas livres nos condutores permitem que a energia elétrica proveniente gerador seja transformada em outras formas de energia: mecânica em motores elétricos, sonora em alto-falantes, luminosa em lâmpadas, térmica em estufas e aquecedores variados, …
O fato de as cargas livres poderem se mover e realmente adquirirem um movimento de deriva graças a um campo elétrico na região onde elas se encontram, constituindo uma corrente elétrica, é o que possibilita o aparecimento das diferentes formas de energia listadas no parágrafo anterior. E tal é possível também quando as cargas livres oscilam “para frente e para trás” em circuitos de corrente alternada. Os circuitos de corrente alternada não encaixam na analogia mecânica da roda de água e, como ocorre usualmente com analogias, elas (as analogias) são “muletas cognitivas” que nos auxiliam o entendimento mas que não devem ser levadas muito adiante, até as últimas consequências.
Outras questões relacionadas com o tema:
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Efeito termoiônico: como acontece e para onde vão os elétrons?
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“Docendo discimus.” (Sêneca)
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Comentário do M.Sc.Engº Wagner da Gama Melo – RMS INDÚSTRIA DE EQUIPAMENTOS ELETRÔNICOS LTDA.
Legal. Uma analogia que costumo fazer, ao completar a analogia da transferência de energia dos elétrons usando o exemplo da água do moinho, é com uma corda em laço. De um lado seguramos um lado do laço e do outro passamos ele por um pino. Ao puxar a corda (um dos lados do laço), sob tensão, o mesmo se movimenta e aquece, por atrito, o pino do outro lado (um exemplo para a corrente contínua). Se puxarmos para um lado e depois alternarmos o movimento para o outro, também haverá aquecimento do pino (corrente alternada). Energia mecânica se transformando em térmica usando um sistema de “corrente” em laço fechado. Analogias…sempre incompletas e limitadas mas…como ajudam!
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Achei a resposta do professor bastante confusa em relação a pergunta feita.
Veja, os aparelhos eletronicos por exemplo consomem eletricidade, vamos pegar o exemplo de um capacitor,
a partir do momento que ele carrega, tem dentro dele eletrons que vieram da fonte de origem da corrente eletrica.
A questão é como que o fio repõe os eletrons livres
Confuso é o teu raciocínio 😉 pois em um capacitor carregado a carga total é nula já que as placas possuem mesmas quantidades de carga com sinais contrários.
Então de acordo com a sua resposta a energia não vem da fonte pra recarregar um capacitor esgotado?
Em um circuito há conservação da carga mas não da energia eletrostática. Não há consumo de elétrons ou de qualquer outro tipo de carga em circuitos elétricos.
Para carregar um capacitor há necessidade de um trabalho para separar as cargas que preexistem dentro do circuito. A fonte portanto é um reservatório de energia (não é um reservatório de carga) e é graças a essa energia que o capacitor pode ser carregado.
Parece que a tua confusão está em tomar carga e energia como sinônimos.
Essa energia não é composta de eletrons que se alojarão dentro do capacitor?
Tem uma tonelada de ilustrações de videos de um monte professores e gente da área mostrando os eletrons se deslocando e se alojando, então tá tudo errado isso?
A energia não é composta de elétrons ou de qualquer outro tipo de carga assim como em um circuito hidráulico a energia não é água que existe dentro do circuito.
O que está errado é o teu entendimento sobre “tonelada de ilustrações de videos de um monte professores e gente da área mostrando os eletrons se deslocando e se alojando”, sobre os processos que envolvem a transferência de cargas (nunca a destruição ou criação de cargas) em um circuito. Em circuitos elétricos a energia é transformada de um tipo em outro enquanto a carga elétrica é conservada.
Para da achar que todo mundo é burro e que não presta atenção nas explicações.
Assisti uma palestra de um fisico e entendi muito bem quando ele disse :
Pergunte para um Físico o que é o Eletron e ele terá uma enorme dificuldade em explicar.
A pergunta desse topico tem sim muita confusão e tá cheio de pessimos professores por ai, esse pode não ser o seu caso.
O conhecimento é uma conquista pessoal que exige esforço. Se achas que aqui está confuso, segue a tua busca.