Dúvida cruel! de onde sairia a energia pra ligar essa lâmpada?

[User Z]

Fala pessoal, me veio uma questão recentemente que tem me perseguido...

Como vocês são os caras, vim trazer pra vocês^_^

A questão é:

suponha uma fonte carregando uma bateria.

Ok! Agora, vamos colocar uma lâmpada, ou qualquer outra coisa entre um dos fios da fonte-bateria. De modo que ao carregar a bateria, os elétrons tenham que passar pela lâmpada. (acho que as lâmpadas de carregadores são assim...)

Agora: Essa lâmpada tá gastando alguma energia nesse circuito???

Tipo: toda a energia que for gasta vai estar guardada na bateria, não é? Ou não?

Se não por que? Os elétrons não tiveram que ir todos para a bateria pra fechar o circuito? Ou pode acontecer de alguns elétrons se perderem no caminho, e não chegarem a bateria???

[cabteixeira]

Vamos por partes...

Imagine, num primeiro momento, somente a lâmpada ligada num gerador qualquer (na tomada, por exemplo). Os elétrons estariam circulando pelo filamento da lâmpada, onde devido sua resistência eletrica ocorreria a transformação da energia elétrica em energia luminosa e calor.

Agora vamos inserir a bateria na história.

Agora: Essa lâmpada tá gastando alguma energia nesse circuito???

Sim. Por menor que seja a quantidade, com certeza parte da energia do circuito será convertida, no mínimo, em calor.

Tipo: toda a energia que for gasta vai estar guardada na bateria, não é? Ou não?

Não. Conforme eu disse acima, de toda energia fornecida ao teu circuito (lâmpada e bateria) parte dela será convertida em calor:

1. Nos fios - devido a resistência eletrica que eles possuem;
   
2. No filamento da lâmpada - conforme ja descrito;
   
3. Na própria bateria.
   

Se não por que? Os elétrons não tiveram que ir todos para a bateria pra fechar o circuito? Ou pode acontecer de alguns elétrons se perderem no caminho, e não chegarem a bateria???

Note que não estamos falando somente de elétrons (partículas)... Estamos falando de energia. É a energia que faz, logo de cara, com que os tais elétrons comecem a se movimentar.

Só como comparação, imagine um tubo por onde passe água que está sendo bombeada por uma motobomba...

• A água, nesta comparação, seria os elétrons que compoem a corrente;
  
• Os tubos seriam os condutores;
  
• O motobomba fornece a energia: é ela quem faz a água começar a circular pelos tubos.
  

Se neste sistema hidráulico não houver nada atrapalhando, a água vai chegar numa extremidade do tubo com a mesma velocidade que ela tinha quando entrou no tubo (ela não vai perder energia nenhuma).

Por outro lado, se você colocar uma válvula no meio do caminho e fechar um pouco a passagem, a água vai chegar mais devagar... Isto porque ela perdeu energia. Mas não acontecerá perda de água alguma: cada gota que entrou vai com certeza sair do outro lado.

Com a corrente elétrica vai acontecer mais ou menos a mesma coisa.

[User Z]

...No caso da agua... não haveria gasto de agua... só de pressão...

...no caso da eletricidade. Não haveria gasto de elétrons, mas sim de corrente...

Aí demoraria mais pra carregar, mas todos os el. chegariam lá... Ái! ainda num to conseguindo captar...

Não são os elétrons que geram energia? se todos eles foram para o lugar, e na quantidade que deveriam ir, como o consumo resultante não foi nulo?

Ixi, tô parecendo maluco...Eu também tenho certeza que a lâmpada não ia acender do nada, mas não tô conseguindo visualizar de onde sairia essa energia!

valeu!!!

[faller]

Fácil. Para carregar uma bateria com uma determinada corrente I você deve colocar uma tensão V em cima dela.

Para ainda acender uma lâmpada em série com a bateria, com a mesma corrente I você terá que colocar uma tensão bem mais alta (digamos 5 vezes maior que a tensão V) em cima desse conjunto (Lâmpada + Bateria)

Se a corrente for a mesma I de antes, a bateria se carregará no mesmo tempo.

Entretanto no primeiro caso você gastou V x I e no segundo caso se gastou 5xV x I, aonde 4xV x I foram colocados fora, ou aproveitados como iluminamento ou calor, na lâmpada e o restante para carregar a bateria..

A diferença está na tensão aplicada em cada caso...

Ou seja, na prática, para carregar uma bateria de 12 Volts com 1 Ampere de carga você terá que colocar uma tensão de digamos 13,5 Volts em cima da mesma. Se você colocar uma lâmpada série, por exemplo de 110 Volts x 100 Watts, não adianta você colocar os mesmos 13,5 volts em cima do conjunto e sim deverá colocar perto de 100 Volts que fará com que a lâmpada acenda, passando 1 Ampere por dentro da mesma e carregando a bateria do mesmo modo como o fez com 13,5 Volts direto...

[cabteixeira]

Não são os elétrons que geram energia?

Negativo.

Os elétrons são partículas, são matéria. Tanto que possuem massa (peso) de 9,11 x 10-31 kg. Eles são partículas que possuem uma carga elétrica de -1,60 x 10-19 C.

Você está fazendo confusão... Voltando ao exemplo que eu dei antes, imagine cada gota de água como sendo um elétrom. Se você tem um reservatório qualquer cheio d'água, ela vai ficar lá, parada, em repouso. Mas por meio de uma bomba, você consegue fazer com que a água se movimente... O que a bomba faz é transferir energia para a água, e assim ela se movimenta...

Um gerador faz a mesma coisa. Ele transfere energia para os elétrons e eles se movimentam nos condutores. Depois que os elétrons começam a se mover, temos a corrente elétrica.

Quando a corrente atravessa um corpo condutor, conforme a resistência elétrica desse corpo e a intensidade da corrente, parte da energia fornecida aos elétrons acaba transformada em calor.

[User Z]

Ahhh, O que carrega a bateria não é somente o nº de elétrons. Mas elétrons + energia?

[Cacio J Gazola]

apenas tentando dar uma luz.

É mais ou menos isso que você falou.

Cada eletron suporta uma determinada carga eletrica, chamada de eletron-volt (desculpe mas não lembro a quantia).

Imagine que esse eletron-volt seja um pacotinho de energia que é entregue ao eletron pela reação quimica (ou fisica) do gerador. Quando esse eletron encontra certos obstaculos, como a resistencia dos fios e da filamento da lampada, ele gasta parte deste pacotinho de energia para passar... então embora ele ainda seja um eletron, ele está com um pouco menos de 'potencial eletrico'...

Assim quando cada eletron vai chegar na bateria, com menos energia (com um pacotinho de energia menor) do que quando saiu do gerador.

[User Z]

Nossa! Show de bola!!! Dessa eu não sabia!

Achava que todos os elétrons eram iguais!!!

Então quer dizer, que tem elétrons que valem mais que outros? Pode então, um elétron valer por 2!?

E tipo, nesse caso, a bateria teria que receber mais quantidade de elétrons para poder fornecer a mesma energia? Isso não sobrecarregaria a bateria? ou ela não ficaria com menos potencial?

Agora até me veio aquela coisa de subniveis e tal na cabeça, relacionando a esse assunto...

valeu aí, tá começando a ficar mais claro...

Todos estão sendo muito bacanas!!!

[Cacio J Gazola]

Não amigo....

todos os eletrons suportam a mesma carga ( o tal eletron-volt), não existe diferença entre a carga maxima dos eletrons, e quando um eletron de uma corrente, passa por algum lugar que faz ele 'perder energia' todos os outros também passarão.... lembre-se é uma corrente, onde um elo passa todos os outros vão ter que passar.

Logo, todos os eletrons chegarão na bateria com a mesma carga, tem como relerencia um eletrons da corrente, mas teram perdido carga em relação ao estado deles quando ainda estavam na bateria... eles perdem parte da energia graças ao efeito joule, a fotoemissão, etc.

Agora, observe que sua observação sobre os subniveis está correta. Um eletron num subnivel mais inferior está com menos 'carga' que umnum nivel mais avastado do núcleo. Na verdade é essa carga maior de energia potencial que o faz se afastar do núcleo.

mas observe também,que estamos falando de corrente eletrica, ou seja, estamos falando de fluxo ordenado de eletrons livres... logo todos os eletrons da corrente, têm energia suficiente para estar livre (não ligado a núcleo atomico nenhum). Logo, todos os eletrons da corrente têm, na teoria, a mesma carga.

Ufa.....

[cabteixeira]

Logo, todos os eletrons chegarão na bateria com a mesma carga, tem como relerencia um eletrons da corrente, mas teram perdido carga em relação ao estado deles quando ainda estavam na bateria... eles perdem parte da energia graças ao efeito joule, a fotoemissão, etc.

"Logo, todos os eletrons chegarão na bateria com a mesma carga, tem como relerencia um eletrons da corrente, mas teram perdido energia em relação ao estado deles quando ainda estavam na bateria... eles perdem parte da energia graças ao efeito joule, a fotoemissão, etc."

A explicação está perfeita... Mas...

Tomei a liberdade de fazer uma correção no texto...

Uzer Z: Não confunda a carga elétrica do elétron com a energia dele.

[Cacio J Gazola]

sem problemas.....

toda correção que melhore a clareza das ideias, é sempre bem vinda.