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Resistores são componentes eletrônicos cuja principal função é limitar o fluxo de cargas elétricas por meio da conversão da energia elétrica em energia térmica.

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Em 1961 dois pesquisadores, Robert Biard e Gary Pittman, descobriram que certo composto era capaz de emitir radiação infravermelha quando percorrido por uma corrente elétrica. Este composto é o GAAS (Arsenieto de gálio), este composto é usado na fabricação de diodos retificadores e outros. Porém a radiação infravioleta não pode ser vista a olho nu, logo mais em 1962 Nick Holonyak consegui obter através de um LED iluminação visível, na cor vermelha. Robert e Gary patentearam a ideia, mas Nick Holonyak é considerado o inventor do LED (Light Emitting Diode).

Diodo

O LED é um diodo emissor de luz, porém existem outros tipos de diodos. O Diodo é um componente eletrônico, feito de germânio ou silício, que conduz corrente elétrica apenas em uma polarização (anodo positivo e catodo negativo), essa polarização é chamada de retificação, sendo usado para converter corrente alternada (CA) em corrente contínua (CC) e extrair informações de um sinal modulado em amplitude (AM). Existem também outros tipos de diodos para determinadas funções.

Principais tipos de Diodos:

Retificadores: os diodos retificadores são os mais comuns, possuem polarização direta (anodo positivo, catodo negativo), são usados para converter corrente alternada em corrente contínua;

Diodo Zener: geralmente usados em circuitos reguladores de tensão e fontes de alimentação, o peculiar deste tipo de diodo é sua polarização. Diferente do já citado, este diodo possui a polarização inversa, ou seja, anodo negativo e catodo positivo;

Túnel: dispositivos usados em alta frequência (micro-ondas), por meio de fenômenos da mecânica quântica. São usados em circuitos amplificadores, osciladores e conversores de frequência;

LED: são diodos que quando percorridos por uma corrente elétrica são capazes de emitir luz;

Definição de LED

A palavra LED vem do inglês Light Emitting Diode, que significa Diodo Emissor de Luz. O LED é um componente eletrônico semicondutor, composto de cristal semicondutor de silício ou germânio. O LED possui a mesma tecnologia usada em chips de computadores, que possuem a capacidade de transformar energia em luz. A transformação de energia elétrica em luz que os LEDs possuem é diferente da transformação que as lâmpadas incandescentes fazem. Lâmpadas incandescentes convencionais utilizam um filamento metálico, enquanto que nos LEDs essa transformação é feita em matéria, sendo chamada de estado sólido. Nas lâmpadas incandescentes o filamento de metal é colocado no seu interior, este mesmo filamento se aquece na passagem de corrente elétrica. Os átomos tem seu grau de agitamento de tal forma aumentado que ocorre a emissão de luz. No LED a emissão de luz acontece quando a corrente elétrica percorre o material de junção PN (diodo semicondutor), emitindo radiação infravermelha. O componente mais importante de um LED é o chip semicondutor, responsável pela geração de luz, este chip possui dimensões muito reduzidas, menor do que o tamanho de um LED convencional, cerca de 0,5 mm.

O LED é um componente bipolar, possui dois terminais chamados de ânodo e catodo, os quais determinam ou não a polarização do LED, ou seja, a forma a qual está polarizado determina a passagem ou não de corrente elétrica, esta ocasionando a ocorrência de luz. A polarização que permite a emissão de luz pelo LED é o terminal anodo no positivo e o catodo no negativo, para identificar qual dos terminais é o ânodo e qual é o catodo, basta observar o tamanho dos terminais. A "perninha" maior do LED é o ânodo, e a menor é o catodo.

Utilização do LED

O LED geralmente é utilizado em eletroeletrônicos, onde é vantajosa sua aplicação para sinalização (ligado ou desligado), por exemplo. É muito fácil encontrar LEDs em vários aparelhos domésticos, como as TVs de LED, também em rádios, computadores, em alguns tipos de semáforos e etc. Porém, a partir de crises energéticas e a preocupação no uso adequado da energia elétrica e na economia da mesma, o LED vem tomando também espaço na iluminação de residências, com as lâmpadas LED.

As Lâmpadas LED apresentam varias características promissoras e inovadoras no que se diz respeito à iluminação residencial, além de serem menos agressivas ao meio ambiente, como as demais lâmpadas. Como dito anteriormente, as lâmpadas usam um filamento metálico na transformação de energia elétrica em luz, isso ocasiona em aquecimento e pouca durabilidade da lâmpada, em comparação com LED. As lâmpadas LED são o futuro da iluminação residencial por serem econômicas e possuírem grande vida útil.

Tipos de LEDs

Existem variações de modelos de LEDs, alguns deles são:

LEDs difusos comuns: a luz destes LEDs é espalhada por sua capsula de plástico. O objetivo seria que a luz fosse uniforme no decorrer da superfície do LED, mas ainda assim existem pontos com maior luminosidade e menor luminosidade;

LEDs de alto brilho: a potência luminosa destes LEDs é bem maior do que a dos LEDs difusos, por exemplo. A capsula de plástico é transparente, o que aumenta a luminosidade do LED, sua luz é concentrada;

Fitas de LED: como o nome sugere, é uma fita que possui, em sua extensão, vários LEDs minúsculos, brilhando em conjunto ou alternados, dependendo do modelo da fita;

LEDs bicolores: podem ser difusos ou transparentes, possuem duas cores, ou a combinação de duas cores para formar uma terceira cor. Ele pode apesentar dois ou três terminais;

LEDs RGB ou tricolores: possuem três cores, vermelho (Red), verde (Green) e azul (Blue). Podem ser difusos ou transparentes. O uso das cores pode ser em conjunto ou individuais;

LEDs SMD: são os LEDs usados nas fitas de LEDs, podem ser difusos, transparentes ou tricolores;

Matriz de LEDs: são conjuntos de LEDs usados em linhas ou colunas, para apresentar leras e até gráficos de baia resolução. Podem ser difusos, tricolores ou transparentes, podem funcionar em conjunto ou individualmente dependendo do modelo;

O tamanho dos LEDs geralmente pode variar de 3 a 10 milímetros, outros tamanho, menores ou maiores, geralmente são para casos específicos. A quantidade de iluminação do LED sempre é medida em lúmens, e seu tempo de vida útil é dependente do local e maneira de utilização, mas varia de 25 mil a 100 mil horas.

Eletricista desde 2006, Henrique Mattede também é autor, professor, técnico em eletrotécnica e engenheiro eletricista em formação. É educador renomado na área de eletricidade e um dos precursores do ensino de eletricidade na internet brasileira. Já produziu mais de 1000 videoaulas no canal Mundo da Elétrica no Youtube, cursos profissionalizantes e centenas de artigos técnicos. O conteúdo produzido por Henrique é referência em escolas, faculdades e universidades e já recebeu mais de 120 milhões de acessos na internet.

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Em 1961 dois pesquisadores, Robert Biard e Gary Pittman, descobriram que certo composto era capaz de emitir radiação infravermelha quando percorrido por uma corrente elétrica. Este composto é o GAAS (Arsenieto de gálio), este composto é usado na fabricação de diodos retificadores e outros.

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O que é robótica? Tendências, importância e áreas de atuação

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Se o seu objetivo é atuar com robótica, descubra quais os cursos indicados, as têndencias, áreas de atuação e muito mais. Confira!

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Eletricidade é o nome dado a um conjunto de fenômenos que ocorre graças ao desequilíbrio ou à movimentação das cargas elétricas, uma propriedade inerente aos prótons e elétrons, assim como também dos corpos eletricamente carregados. Na eletricidade, existem fenômenos eletrostáticos e eletrodinâmicos, relativos a cargas em repouso e em movimento, respectivamente.
Veja também: O que é força magnética?
Tópicos deste artigo

Conceito de eletricidade

O conceito de eletricidade é abrangente, mas podemos compreendê-lo como todos os efeitos que as cargas elétricas produzem sobre a matéria. A eletricidade é comumente associada à corrente elétrica, uma movimentação de cargas que é estabelecida quando algum corpo é submetido a uma diferença de potencial elétrico.

Eletricidade na Física

A origem dos fenômenos elétricos está nos elétrons, que apresentam a menor carga elétrica possível, conhecida como carga fundamental, que vale cerca de 1,6.10⁻¹⁹ C. Quando excitados ou sob a ação de um campo elétrico externo, os elétrons podem ser conduzidos, dando origem a correntes elétricas e toda a gama de fenômenos relacionados à eletricidade.

A eletricidade é um grande conjunto de fenômenos relacionados a cargas elétricas.

Na Física, é muito comum que o termo eletricidade seja empregado como a quantidade de energia consumida nos circuitos elétricos. Essa energia, também conhecida como energia potencial elétrica, pode ser calculada por meio da potência elétrica - a quantidade de energia elétrica que um dispositivo consome a cada segundo.
Veja também: Fenômenos ópticos - eventos resultantes da interação entre a luz e a matéria
A energia potencial elétrica é medida em joules, ou em kWh, que é uma unidade mais comum, usada como o parâmetro pelas companhias de distribuição de energia elétrica. A energia contida em um kWh tem um valor econômico, que pode ser diferente em cada região, de acordo com as dificuldades técnicas da distribuição de energia ou ainda, com a demanda local. A energia contida em 1 kWh é igual a 3,6.10 6 J.

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Fórmulas de eletricidade

Nesta seção, trazemos as principais fórmulas relacionadas à eletricidade, confira:

A corrente elétrica que atravessa um condutor pode ser calculado por meio da seguinte expressão:

i - corrente elétrica (A)

ΔQ - carga elétrica (C)

Δt - intervalo de tempo (s)

A tensão elétrica ou potencial elétrico que uma carga produz a uma distância d, medida a partir de seu centro, é calculada por meio da fórmula:

U - potencial elétrico (V)

O campo elétrico produzido por uma carga puntiforme é uma grandeza vetorial e pode ter seu módulo calculado pela fórmula a seguir:

A força elétrica entre duas cargas puntiformes, separadas por uma distância d, é calculada pela fórmula a seguir:

A relação entre o campo elétrico e a força elétrica descrita pela Lei de Coulomb é mostrada na expressão:

A energia potencial elétrica proveniente da interação de cargas puntiformes separadas por uma distância d é calculada pela fórmula a seguir:
Veja também: Gerador elétrico - aparelho que transforma diversos tipos de energia em eletricidade
O potencial elétrico, escrito em termos da energia potencial elétrica, é definido por meio da fórmula a seguir:

A energia elétrica consumida por algum aparelho, de potência elétrica P, pode ser calculado por meio da fórmula abaixo:

História da eletricidade

O primeiro relato documentado de uma observação de fenômenos elétricos é atribuída ao filósofo grego Tales de Mileto. Tales percebeu que, quando esfregado em tiras de couro, o âmbar (uma resina vegetal fóssil) tinha a capacidade de atrair pequenos objetos, como folhas secas. O âmbar, que em grego é chamado de elektron, deu nome à partícula que origina a maior parte dos fenômenos elétricos, o elétron.

Confira uma breve linha do tempo com os principais acontecimentos que marcaram a história da eletricidade, após a descoberta de Tales de Mileto:

1660 - Otto Van Guericke inventou uma máquina que produz cargas eletrostáticas por meio do atrito.

1730 - Charles Francis Dufay descobriu que a eletricidade gerada pelo atrito pode ter duas classes distintas: as cargas positivas e as cargas negativas, conforme conhecemos atualmente.

1820 - Hans Christin Oersted descobriu que a corrente elétrica é capaz de produzir campo magnético.
Veja também: Velocidade da luz: quanto tempo a luz leva para chegar até nós?
1827 - George Simon Ohm descobriu uma relação matemática entre resistência, tensão e corrente elétrica, hoje conhecida como a Primeira Lei de Ohm.

1886 - George Westhinghouse o primeiro sistema de distribuição de eletricidade por corrente alternada, inventado por Nikola Tesla.

1905 - Albert Einstein explicou o funcionamento do efeito fotoelétrico, que permitiu o desenvolvimento dos painéis solares.

Como surgiu a eletricidade

Assim como os demais fenômenos da natureza, a eletricidade sempre existiu, muito tempo antes de a humanidade surgir. Os raios, por exemplo, são os fenômenos elétricos que produziram a maior parte de todo o ozônio da atmosfera terrestre. Os raios têm origem em nuvens que eletrizam-se pelo atrito entre um grande número de cristais de gelo, ar e vapor de água, eventualmente, descarregando-se e fazendo com que uma grande corrente elétrica seja formada pelo ar, o que produz um grande clarão e estrondo, além de temperaturas da ordem de milhares de graus.
Resolução:
As ligações químicas que formaram as primeiras moléculas de água do planeta Terra, por exemplo, são produto da atração elétrica entre cargas, descrita matematicamente pela Lei de Coulomb. Essa força fez com que diferentes elementos se combinassem, meramente pela compatibilidade de cargas elétricas, dando assim, origem à vida.

A eletricidade como a conhecemos foi fruto de longas pesquisas e do trabalho incansável de um grande número de físicos, químicos, engenheiros e matemáticos que possibilitaram a produção, distribuição e o surgimento de máquinas e tecnologias cuja força motriz era a eletricidade, tornando-a assim, cada vez mais popular e acessível.

Exercícios sobre eletricidade

Questão 1) Um fio condutor é percorrido por cerca de 2.10⁻¹⁴ C a cada microssegundo (10⁻⁶ s). Determine a intensidade da corrente que percorre o condutor:

Para resolvermos o exercício, basta calcularmos a corrente elétrica, observe:

De acordo com a resolução, a corrente elétrica formada é a letra B.

Questão 2) A unidade de medida do potencial elétrico, de acordo com as unidades do SI é o volt, que também pode ser escrito como:

Uma vez que o potencial elétrico pode ser calculado como a razão entre a energia potencial elétrica e a carga elétrica, sua unidade também pode ser expressa em joules por coulomb, logo, a alternativa correta é a letra D.

Questão 3) Assinale a alternativa que completa corretamente as lacunas da frase:

O campo elétrico é uma grandeza ________, definido como a __________ exercida por unidade de carga. O potencial elétrico, por sua vez, é uma grandeza _________, definida como a __________ por unidade de carga.

a) escalar; força elétrica; vetorial; energia potencial elétrica

b) vetorial; força elétrica; escalar; energia potencial elétrica

c) escalar; energia potencial elétrica; escalar; força elétrica

d) física; corrente elétrica; vetorial; força elétrica

e) física; carga elétrica; escalar; força elétrica

O campo elétrico é uma grandeza vetorial, definido como a força elétrica exercida por unidade de carga, o potencial elétrico, por sua vez, é uma grandeza escalar, definida como a energia potencial elétrica por unidade de carga.

Por Rafael Helerbrock
Professor de Física

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Eletricidade: conceito, fórmulas, exercícios - Brasil Escola

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Eletricidade é o nome dado a um conjunto de fenômenos que ocorre graças ao desequilíbrio ou à movimentação das cargas elétricas , uma propriedade inerente aos prótons e elétrons, assim como também dos corpos eletricamente carregados. Na eletricidade, existem fenômenos eletrostáticos e eletrodinâmicos, relativos a cargas em repouso e em movimento, respectivamente.

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Os prótons são partículas no núcleo de um átomo que têm carga positiva. Já os elétrons são partículas com carga negativa. Logo, um elemento em estado neutro terá o mesmo número de prótons e elétrons. Por exemplo, o Boro (B) tem número atômico 5, e portanto cinco prótons e cinco elétrons.

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Um robô (ou robot) é um dispositivo, ou grupo de dispositivos, eletromecânicos capazes de realizar trabalhos de maneira autônoma ou pré-programada. Os robôs são comumente utilizados na realização de tarefas em locais mal iluminados, ou na realização de tarefas sujas ou perigosas para os seres humanos. Os robôs industriais utilizados nas linhas de produção são a forma mais comum de robôs, uma situação que está mudando recentemente com a popularização dos robôs comerciais limpadores de pisos e cortadores de gramas. Outras aplicações são: tratamento de lixo tóxico, exploração subaquática e espacial, cirurgias, mineração, busca e resgate, e localização de minas terrestres. Os robôs também aparecem nas áreas do entretenimento e tarefas caseiras. A ideia de pessoas artificiais data de épocas como a da lenda de Cadmus, que semeou os dentes de um dragão que se transformaram em soldados, e do mito do Pigmalião, no qual a estátua de Galateia se torna viva. Na mitologia clássica, o deus deformado da metalurgia (Vulcano ou Hefesto) criou serventes mecânicos, variando de serventes douradas inteligentes a mesas utilitárias de três pernas que poderiam se mover por força própria. As lendas Judias se referem ao Golem, uma estátua de argila animada através de mágica Cabalística. Similarmente, o Younger Edda, da Mitologia escandinava conta que um gigante de argila, Mökkurkálfi ou Mistcalf, foi construído para auxiliar o troll Hrungnir em um duelo com Thor, o Deus do Trovão.

O escritor checo Karel Čapek introduziu a palavra "Robô" em sua peça "R.U.R" (Rossum's Universal Robots, cujo livro foi lançado no Brasil pela editora Hedra com o título A Fábrica de Robôs), encenada em 1921. O termo "robô" realmente não foi criado por Karel Čapek, mas por seu irmão Josef, outro respeitado escritor checo. O termo "Robô" vem da palavra checa "robota", que significa "trabalho forçado".

Dentre as ideias mais antigas que se conhecem sobre dispositivos automáticos, ou autômatos, data de 350 A.C., a criada pelo matemático grego Arquitas de Tarento, amigo de Platão. Ele criou um pássaro de madeira que batizou de “O Pombo”. O pássaro era propulsionado por vapor e jatos de ar comprimido tendo, para muitos, mais méritos de ter sido a primeira máquina a vapor do que a inventada por James Watt.

No ano 60, o matemático e engenheiro Heron de Alexandria construiu um triciclo de movimento independente e programável, acionado pela força um peso em queda. O "programa" consistia em cordas enroladas ao redor do eixo. O cientista da computação Noel Sharkey aponta este triciclo como o primeiro robô programável da história. Uma moderna réplica do veículo funcionou perfeitamente, provando que o invento não fora apenas especulação teórica ou fruto da imaginação de Heron.

O primeiro projeto documentado de um autômato humanoide foi feito por Leonardo da Vinci por volta do ano de 1495. As notas de Da Vinci, redescobertas nos anos 1950, continham desenhos detalhados de um cavaleiro mecânico que era aparentemente capaz de sentar-se, mexer seus braços, mover sua cabeça e o maxilar. O projeto foi baseado em sua pesquisa anatômica documentada no Homem Vitruviano. Não é conhecido se ele tentou ou não construir o mecanismo (veja: Cavaleiro mecânico de Leonardo).

O primeiro autômato funcional foi criado em 1738 por Jacques de Vaucanson, que fez um androide que tocava flauta, assim como um pato mecânico que comia e defecava. A história "The Sandman" de E.T.A. Hoffmann traz uma mulher mecânica semelhante a uma boneca, e "Steam Man of the Prairies", de Edward S. Ellis (1865) expressa a fascinação americana com a industrialização. Uma onda de histórias sobre autômatos humanoides culminou com a obra "Electric Man" (Homem Elétrico), de Luis Senarens (1885).

Uma vez que a tecnologia avançou a ponto de as pessoas preverem o uso das criaturas mecânicas como força de trabalho, as respostas literárias ao conceito dos autômatos (robôs) refletiu o medo dos seres humanos, de serem substituídos por suas próprias criações. Frankenstein (1818), de Mary Shelley, muitas vezes considerado o primeiro romance de ficção científica, se tornou sinônimo deste tema. Quando a peça de Čapek RUR (1921) introduziu o conceito de uma linha de montagem que utilizava robôs para tentar construir mais robôs, o tema recebeu uma conotação econômica e filosófica, posteriormente propagada pelo filme clássico de Fritz Lang Metropolis (1927). Porém, na década de 1940, o engenheiro químico Isaac Asimov começou a escrever diversas obras sobre robôs domésticos educados e fieis ao ser humano, onde grande parte do temor do domínio das máquinas (mecânicas) foi afastado parcialmente. Mas, os populares Blade Runner (1982) e The Terminator (1984) são ícones deste temor. No século XXI, com os robôs se tornando mais reais e perspectiva do surgimento de robôs inteligentes, uma melhor compreensão das interações entre os robôs e o homens é abordada em filmes modernos como A.I. (2001) de Spielberg e Eu, Robô (2004) de Proyas.

Muitos consideram o primeiro robô, segundo as definições modernas, como sendo o barco teleoperado, similar a um ROV moderno, inventado por Nikola Tesla e demonstrado em uma exibição no ano de 1898 no Madison Square Garden. Baseado em sua patente 613 809 para o "teleautomation", Tesla desejava desenvolver o "torpedo sem fio" para se tornar um sistema de armas para a marinha estadunidense.

Nos anos 1930, a Westinghouse fez um robô humanoide conhecido como Elektro. Ele foi exibido no World's Fair de 1939 e 1940.

O primeiro robô autônomo eletrônico foi criado por Grey Walter na Universidade de Bristol, na Inglaterra, no ano de 1948.

George Devol (1912-2011) patenteou o primeiro robô industrial, denominado Unimate, empregado na fábrica da Ford Motor Company de Trenton (Nova Jérsei) em 1961

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A história da tecnologia é a história das ferramentas e das técnicas úteis para fazer coisas práticas. Relaciona-se intimamente com a história da ciência, que inclui a maneira como os seres humanos adquiriram o conhecimento básico necessário para construir coisas úteis.Os esforços científicos, especialmente nos tempos modernos, dependeram em regra de tecnologias específicas que permitiram aos seres humanos sondar a natureza do universo, de forma mais precisa do que é permitida pelos nossos sentidos. Os artefatos tecnológicos são produtos de uma economia, são uma força para o crescimento económico e constituem uma parte importante da nossa vida cotidiana.As inovações tecnológicas afetam e são afetadas pelas tradições culturais de uma sociedade. Elas são igualmente uma forma de desenvolver e projetar o poderio militar.