Como Fazer a Especialidade de Eletricidade – Desbravadores
REQUISITOS DA ESPECIALIDADE:
- Ser capaz de explicar e ilustrar um experimento através do qual as leis de atração e repulsão elétricas são demonstradas.
- Explicar a diferença entre correntes continua e alternada e demonstrar as utilidades de cada uma. Apresentar um método para determinar que tipo de fluxo tem cada circuito.
- Fazer um eletroímã simples, ou ligar uma campainha ou lâmpada a uma bateria, usando um interruptor em linha.
- Montar e colocar para funcionar um motor elétrico simples, a partir de um kit, ou desmontar um motor elétrico e identificar as partes e explicar como funcionam.
- Ser capaz de construir uma bateria elétrica.
- O que é um fusível e qual sua finalidade? Demonstrar habilidade para substituir fusíveis e rearmar disjuntores e mostrar a forma correta de emendar fios elétricos.
- Mostrar como resgatar uma pessoa em contato com a corrente elétrica e ter conhecimento dos procedimentos de primeiros socorros a serem adotados.
- Fazer um diagrama do sistema de iluminação de um automóvel.
- Fazer um diagrama que mostre como lâmpadas, interruptores e tomadas são controlados por cada fusível ou disjuntor em uma casa.
- Ler um medidor (relógio) de eletricidade corretamente e calcular a conta de energia de uma residência com as taxas cobradas em sua região.
- Qual a relação entre intensidade e tensão de uma corrente elétrica descrita na lei de Ohm?
- Demonstrar como usar uma chave de teste e quais as medidas de segurança que devem ser tomadas ao manusear uma rede elétrica.
- Qual a diferença entre Watt e Volt?
- Explique oque é efeito joule ou efeito térmico.
Aprendendo sobre a Especialidade de Eletricidade
Dominar a Especialidade de Eletricidade é desvendar o mundo invisível que alimenta nosso dia a dia. Este guia prático ajudará os desbravadores a cumprir todos os requisitos, desde experimentos simples até noções de segurança que salvam vidas, transformando conceitos complexos em conhecimento útil e fascinante.
Como Fazer a Especialidade de Eletricidade
Entendendo as Forças Invisíveis: Atração e Repulsão
A base da eletricidade está na lei da eletrostática: cargas de mesmo sinal se repelem, e cargas de sinais opostos se atraem. Todo material é feito de átomos com prótons (positivos) e elétrons (negativos). Um corpo fica eletrizado quando há um desequilíbrio dessas cargas. É possível demonstrar isso com um experimento prático.
Materiais para o experimento:
- 2 canudos de plástico
- 1 folha de papel toalha ou tecido de lã
- 1 garrafa PET (para suporte)
- Pequenos pedaços de papel picado
Demonstrando a Atração e Repulsão:
- Atração: Esfregue um canudo vigorosamente no papel toalha. Isso o deixará com carga negativa. Ao aproximá-lo dos papéis picados (neutros), eles serão atraídos, pois o canudo induz uma separação de cargas no papel.
- Repulsão: Agora, esfregue os dois canudos para que ambos fiquem com carga negativa. Equilibre um deles sobre a tampa da garrafa PET. Ao aproximar o segundo canudo, o que está na garrafa será repelido, demonstrando a repulsão entre cargas iguais.
Corrente Contínua vs. Alternada: Qual a Diferença?
Entender os tipos de corrente é crucial para a Especialidade de Eletricidade. A diferença principal está na direção do fluxo dos elétrons.
- Corrente Contínua (CC ou DC): Os elétrons fluem em um único sentido, de forma constante. É a energia fornecida por pilhas, baterias e painéis solares, usada em todos os eletrônicos portáteis. A polaridade é fixa (um polo sempre positivo, outro sempre negativo).
- Corrente Alternada (CA ou AC): Os elétrons mudam de direção periodicamente. No Brasil, essa inversão ocorre 60 vezes por segundo (60 Hz). É a corrente que chega às tomadas de nossas casas, ideal para ser transportada por longas distâncias com pouca perda.
Para identificar o tipo de corrente em um circuito, usa-se um multímetro. Selecione a função de tensão contínua (V⎓) para medir pilhas ou baterias, observando a polaridade. Para tomadas, use a função de tensão alternada (V~), onde a ordem das pontas de prova não importa.
Projetos Práticos: Eletroímã, Motor e Bateria Caseira
A melhor forma de aprender é fazendo. A Especialidade de Eletricidade incentiva projetos que tornam a teoria visível.
Construindo um Eletroímã Simples
Um eletroímã é um ímã que funciona com eletricidade. Para construir um, você precisará de um prego grande de ferro, um metro de fio de cobre esmaltado e uma pilha grande (tipo D).
- Raspe o esmalte das pontas do fio de cobre.
- Enrole o fio firmemente ao redor do prego, deixando as duas pontas soltas.
- Conecte cada ponta a um polo da pilha.
- Aproxime o prego de clipes de papel para ver a atração magnética. Para adicionar um interruptor, basta inseri-lo no meio de um dos fios que ligam à pilha.
Desvendando um Motor Elétrico
Um motor elétrico converte energia elétrica em movimento. Ao desmontar um motor de brinquedo, você encontrará suas partes principais: o Estator (parte fixa com ímãs), o Rotor (eixo que gira com bobinas de fio), o Comutador (inverte a corrente para manter o giro) e as Escovas (levam energia para o rotor). O funcionamento baseia-se na repulsão e atração magnética contínua entre o estator e o rotor, que se torna um eletroímã quando energizado.
Criando uma Bateria com Forminha de Gelo
É possível criar uma bateria que converte energia química em elétrica. Usando uma forminha de gelo, parafusos galvanizados (zinco), fio de cobre e água com sal (eletrólito), você pode montar uma bateria em série capaz de acender um LED. O cobre será o polo positivo e o zinco (parafuso) o polo negativo. Cada compartimento da forminha funciona como uma célula, e ao ligá-las em série, a voltagem se soma.
Segurança Elétrica no Dia a Dia
Conhecer os dispositivos de segurança e os procedimentos corretos é um dos requisitos mais importantes da Especialidade de Eletricidade.
Função do Fusível e do Disjuntor
Um fusível é um dispositivo de segurança com um filamento metálico que se rompe (queima) quando a corrente elétrica ultrapassa o limite seguro, interrompendo o circuito para proteger o aparelho. O disjuntor tem a mesma função, mas em vez de queimar, ele “desarma” (uma alavanca se move) e pode ser rearmado.
Para rearmar um disjuntor, localize a alavanca em posição diferente na caixa de força, mova-a para ‘OFF’ e depois para ‘ON’. Para trocar um fusível, sempre desligue a chave geral, remova o fusível queimado e coloque um novo de mesma amperagem.
Como Emendar Fios Corretamente
Com a energia desligada, decape cerca de 3 cm de cada ponta do fio. Cruze os filamentos de cobre em ‘X’, segure firme o centro com um alicate e enrole uma ponta sobre a outra em direções opostas. Por fim, cubra toda a emenda com várias voltas de fita isolante bem esticada.
Primeiros Socorros em Acidentes Elétricos: Como Agir
Atenção: Sua segurança vem em primeiro lugar. Nunca toque diretamente em uma pessoa que está recebendo um choque elétrico.
Saber como resgatar uma vítima de choque elétrico é um conhecimento vital. Siga estes passos com calma e segurança.
- Desligue a Energia: A primeira ação é sempre desligar o disjuntor ou tirar o aparelho da tomada.
- Afaste a Vítima da Fonte (se não for possível desligar): Use um objeto longo, seco e não condutor, como um cabo de vassoura de madeira, para empurrar a vítima para longe da fonte elétrica.
- Chame a Emergência: Ligue imediatamente para o SAMU (192) ou Bombeiros (193).
- Verifique a Consciência e a Respiração: Após garantir a segurança, veja se a vítima responde e respira. Se estiver inconsciente mas respirando, coloque-a na posição lateral de segurança. Se não estiver respirando, inicie a massagem cardíaca (RCP) se tiver treinamento.
- Procure Outras Lesões: Verifique se há queimaduras nos pontos de entrada e saída da corrente ou lesões causadas por uma possível queda.
Entendendo os Circuitos: Diagramas Elétricos
Para a Especialidade de Eletricidade, é preciso saber visualizar como a energia se distribui. Fazer diagramas ajuda a compreender os circuitos de um carro e de uma casa.
- Diagrama de um Automóvel: O sistema é de corrente contínua (12V). O diagrama deve mostrar a bateria como fonte, a caixa de fusíveis, os interruptores no painel e os relés. A partir daí, as linhas se dividem para alimentar os faróis, lanternas, luzes de freio e setas. Todas as lâmpadas devem ter uma linha de aterramento conectada ao chassi do carro para fechar o circuito.
- Diagrama de uma Residência: O sistema parte do Quadro de Distribuição (QDC), onde cada disjuntor protege um circuito específico. Um diagrama deve mostrar, por exemplo, o disjuntor de iluminação alimentando um interruptor, que por sua vez controla as lâmpadas. Outro disjuntor controlaria um circuito separado de tomadas. Os fios Fase (leva a tensão), Neutro (fecha o circuito) e Terra (segurança) devem ser representados.
Medindo e Calculando o Consumo de Energia
Ler o medidor de energia (relógio de luz) e calcular a conta são habilidades práticas importantes. Medidores digitais mostram o consumo em kWh diretamente na tela. Já os analógicos (de ponteiros) exigem atenção: leia os relógios da direita para a esquerda, anotando o último número que cada ponteiro ultrapassou.
Para calcular a conta de luz:
- Calcule o Consumo (kWh): Subtraia a leitura do mês anterior (que está na conta antiga) da leitura atual. Consumo = Leitura Atual – Leitura Anterior.
- Calcule o Valor da Energia: Multiplique o consumo em kWh pela tarifa (R$/kWh) cobrada pela sua concessionária de energia.
- Adicione Taxas e Impostos: Some ao valor encontrado a taxa de iluminação pública (CIP/COSIP) e os impostos (ICMS, PIS/COFINS), que também estão descritos na fatura.
Conceitos Fundamentais da Eletricidade
Completar os requisitos da Especialidade de Eletricidade também envolve entender a teoria por trás dos fenômenos elétricos.
A Lei de Ohm: Tensão, Corrente e Resistência
A Lei de Ohm descreve a relação entre três grandezas: Tensão (V), a “força” que empurra os elétrons; Corrente (I), o fluxo de elétrons; e Resistência (R), a dificuldade à passagem da corrente. A lei diz que a corrente é diretamente proporcional à tensão e inversamente proporcional à resistência (I = V / R). Ou seja, com mais “força” (tensão), mais corrente flui. Com mais “dificuldade” (resistência), menos corrente flui.
Qual a Diferença entre Watt e Volt?
É comum confundir estes termos. Volt (V) mede a tensão, a “pressão” da eletricidade. Watt (W) mede a potência, que é o “consumo” de energia por tempo. Um chuveiro de 5500W, por exemplo, consome muita energia por segundo. A potência (Watts) é o resultado da tensão (Volts) multiplicada pela corrente (Amperes), mostrando como as grandezas se relacionam.
O que é o Efeito Joule?
O Efeito Joule, ou efeito térmico, é a geração de calor quando a corrente elétrica passa por um condutor. Isso acontece porque os elétrons colidem com os átomos do material, transferindo energia e gerando calor. Este efeito é útil em chuveiros elétricos, ferros de passar e torradeiras, mas também é responsável pelo aquecimento indesejado em eletrônicos como celulares e computadores.
Ferramentas e Segurança no Manuseio Elétrico
Para finalizar a Especialidade de Eletricidade, é essencial saber usar ferramentas de teste e seguir regras de segurança rigorosas.
A chave de teste serve para identificar o fio Fase. Para usá-la, segure no cabo isolado, toque com o dedo na parte metálica de trás e encoste a ponta no fio ou no orifício da tomada. Se a luz interna acender, aquele é o Fase.
Medidas de segurança essenciais:
- Sempre desligue a energia no disjuntor antes de começar qualquer trabalho.
- Use ferramentas com cabos isolados e calçados de borracha.
- Nunca trabalhe molhado ou em locais úmidos.
- Evite usar anéis, pulseiras ou outros objetos metálicos.
- Se não tiver certeza, chame um eletricista qualificado.
