PROJETO DAS PILHAS CASEIRAS

Titulo: O desenvolvimentos das pilhas
Colégio estadual Professor Edilson Souto Freire
Thaís Silva 3° BM
Leandro Nascimento 3°EM
Jamilly Araújo 3°EM
Maria Fernanda 3°BM

Resumo do relatório

Nesse relatório iremos apresentar o caminho percorrido pelas pilhas, toda sua trajetória desde seu início até a atualidade. Apresentaremos tutoriais das construções das pilhas caseiras, dando o resultado de nossas experiências, suas medidas e explicaremos o que são alguns elementos da Física. Esse trabalho foi dividido entre: Histórico das pilhas primaria e secundárias, partes de procedimento, analise de dados e conclusão.

Palavras-chaves: água sanitária, pilhas descartáveis, experimento caseiro.

Histórico das pilhas

Luigi Galvani publicou em 1791 uma pesquisa em que ele havia dissecado uma rã e observado que quando dois metais diferentes entravam em contato com ela, os músculos da coxa da rã sofriam contrações. Galvani acreditava que os músculos da rã armazenavam a energia e os metais eram apenas condutores.
Com base nessa pesquisa de Galvani, o físico italiano Alessandro Guiseppe Anastasio Volta realizou novamente essa experiência de Galvani e repetiu uma série de experimentos, utilizando metais diferentes. A sua conclusão foi de que a eletricidade não se originava dos músculos do animal, mas sim do contato entre os metais distintos, e a rã apenas reagia a essa eletricidade externa. Tanto que se fosse utilizado o mesmo metal, os músculos da rã não se contraíam. Para comprovar que sua teoria estava correta, no ano de 1800 criou a primeira pilha elétrica.
A pilha criada por Alessandro Volta ficou chamada de pilha volta, pilha galvânica ou voltaica. O esquema de montagem dessa pilha é: Ele colocou um disco de cobre por cima de um disco de feltro em/bebido em uma solução de ácido sulfúrico e por ultimo um disco de zinco; E assim sucessivamente empilhando essas pilhas em série até formar uma grande coluna. O cobre, o feltro e o zinco tinham um furo no meio e eram enfiadas numa haste horizontal, sendo assim conectados por um fio condutor.

Esse experimento causou reviravolta no mundo cientifico e a partir daí todos os aparelhos que produziam eletricidade a partir de processos químicos passaram a ser chamados de celas voltaicas, pilhas galvânicas ou simplesmente pilha.
Esse experimento recebeu esse nome, porque é realmente uma pilha, isto é, discos empilhados em forma de coluna.

Modelo da primeira pilha criada por volta:

Quem foi Alessandro Volta e Luigi Galvani:

Alessandro Volta foi um físico italiano que nasceu em Como, cidade ás margens do lago do mesmo nome no sopé dos alpes italianos, no Ducado de Milão, no dia 18 fevereiro de 1745. Resolveu estudar física em 1759 com dezessete anos terminava o curso universitário. Estudando as experiências de Luigi Galvani, não estando convencido da eletricidade animal continuou seus estudos. Foi o inventor da pilha voltaica. Recebeu em Napoleão Bonaparte o titulo de conde. Em 1893 o congresso dos eletricistas deu o nome de volt á unidade de força eletromotriz. Em 1779 ele aperfeiçoou eletróforo uma maquina que não tinha valor pratico, mas se usava nas aulas de ciências para explicar e demonstrar a eletricidade estática. Alessandro usou o eletróforo para descobrir muitas das leis que determinavam o funcionamento do hoje conhecido como condensador ou capacitor. Empregou o dispositivo para aumentar o efeito de uma carga elétrica, a fim de operar os não muito sensíveis eletroscópios ou eletrômetros com que se media a eletricidade naquela época. No dia 20 de março de 1800, escreveu uma carta á sociedade Real de Londres, descrevendo o que se conheceu hoje como pilha voltaica. Sua descoberta abriu novos rumos para a pesquisa elétrica e química.

Luigi Galvani foi um cientista e médico nascido no dia 09 de setembro de 1737, na Bolonha na Itália. Sua contribuição para a química foi na área de eletroquímica, no desenvolvimento de pilhas. Montou um laboratório para realizar os seus experimentos. Em 1756, fez estudos e descobriu a chamada eletricidade animal, descobriu que as pernas e um sapo morto se contraem quando presas a uma mesa de ferro por ganchos de metal. Galvani suspeitava que os músculos do animal produziam essa corrente. Hoje o instrumento que mede a corrente elétrica se chama galvanômetro em homenagem á Galvani. E galvanização é o nome dado ao processo de recobrir um metal com outro metal. Também as pilhas galvânicas.

Participação de John Frederic Daniell

Entretanto, a pilha de Volta mostrou um defeito, devido ao fenômeno da polarização. Ponderando o assunto, a pilha deixava de ser eficaz devido á reação de origem ás bolhas de hidrogênio ao redor do disco de cobre, formando uma película sobre a superfície que isola a corrente. Vale ratificar que em 1836 este problema foi resolvido pelo inglês químico John Frederic Daniell, cuja solução foi a invenção de uma nova pilha, que representou um grande avanço tecnológico para a época. Sua pilha possuía um eletrodo negativo de zinco mergulhado em um eletrólito de acido sulfúrico diluído, e um eletrodo de cobre em uma solução saturada de sulfato de cobre. O acido sulfúrico era separado do sulfato de cobre por meio de uma membrana porosa e não ocorria mais o efeito da polarização. A pilha de Daniell, baseada nos princípios científicos da eletroquímica introduzidos por Michael Faraday, contém, como se observa, dois eletrólitos ao invés de um só, como na pilha de Volta, sendo a pilha de Daniell mais eficiente.

Uma pilha é um dispositivo que transforma energia química em energia elétrica, ou seja, reações de oxirredução entre metais distintos que transferem elétrons um para o outro, gerando um fluxo de corrente elétrica que pode ser aproveitado.
Energia química: é uma energia baseada na força de atração e repulsão nas ligações químicas, presente na matéria que forma tudo que esta á nossa volta, inclusive nosso corpo.
Energia elétrica: é uma forma de energia baseada na geração de diferenças de potencial elétrico entre dois pontos, que permitem estabelecer uma corrente elétrica entre ambos.
Oxirredução: é reação química e biológica que envolve a recíproca transferência de elétrons, ou seja, das espécies que se oxidam para a que reduzem.
Elétrons: é uma partícula subatômica, de símbolo e, com carga elétrica negativa. Pertence á primeira geração da família dos léptons, e considera-se que são partículas elementares porque não possuem componentes conhecidos.

Atualidade das pilhas

Século XX - Pilhas e baterias nos EUA e no Brasil

No início do século XX, a produção anual de pilhas e baterias atingiu dois milhões de unidades e isso somente nos Estados Unidos. A partir de então, ocorreu dois períodos de crescimento rápido de pilhas e baterias: em 1920, com a invenção do rádio doméstico; e na segunda metade do século, com o uso cada vez maior de equipamentos elétricos e eletrônicos portáteis.
Já no Brasil, a produção de pilhas Leclanché começou no inicio de 1954, com instalação da fabrica Eveready e uma da Micrilte. Vale dizer, portanto, que o mercado nacional atingia apenas milhares de unidades anuais, sendo que eram basicamente para lanternas elétricas portáteis. Convém ressaltar que antes do surgimento do transistor, os rádios requeriam baterias de pilhas. No entanto, o alto custo restringia seu uso ás regiões que não possuíam energia elétrica. Pode-se que a demanda de pilhas cresceu radicalmente com a chegada do transistor e seu uso disseminado em rádios portáteis e outros equipamentos eletrônicos. Vale dizer que o transistor é considerado o principal responsável pela revolução da eletrônica na década de 60.

As pilhas na atualidade no século XXI

Sabemos que com decorrer dos anos o avanço da tecnologia fez mudanças radicais na vida do ser humano. Junto com essa tecnologia vem os avanços da eletricidade, tudo que temos ao nosso redor hoje tem elétrica envolvida. Não sabemos como seria nossa vida hoje sem  as pilhas ( baterias ) e sua capacidade de estocar energia elétrica. Se não fossem as baterias, dificilmente existiriam os aparelhos móveis como, por exemplo, celulares, computadores, lanternas, dispositivos musicais, câmeras digitais e etc. Neste artigo vamos dar uma atenção especial para as baterias e explicar tudo sobre este incrível objeto.

Hoje as pilhas e baterias podem ser classificadas em primárias ou secundárias, sendo que as primárias não são recarregáveis e as secundárias são recarregáveis.

Pilhas e baterias primárias: Quando o reagente é todo consumido e a reação de oxirredução que ocorre dentro delas cessa, essas pilhas devem ser descartadas. Exemplos dessas pilhas são:

1- Pilha seca de Leclanché ou pilha ácida: Essa pilha também é chamada de pilha de zinco/dióxido de manganês, pois o seu ânodo (polo negativo, que sofre oxidação) é um invólucro de zinco; enquanto o cátodo (polo positivo, que sofre redução) é formado por um bastão de grafite que fica no centro e está envolvido por uma camada de dióxido de manganês, carvão em pó e uma pasta úmida de cloreto de amônio e cloreto de zinco.

2- Pilha alcalina: Essa pilha tem o mesmo esquema da pilha anterior (zinco/dióxido de manganês), porém, com a diferença de que o eletrólito é uma base, e não um ácido. No lugar do cloreto de amônio (que é um sal de caráter ácido) é utilizado o hidróxido de sódio ou de potássio.

3- Baterias de lítio: As pilhas ou baterias que possuem o lítio como principal constituinte têm como uma de suas características o fato de serem bem leves, pois o lítio é o metal menos denso descoberto até o momento. Para se ter uma ideia, esse metal branco prateado boia na água, pois é duas vezes menos denso que ela. Isso se dá devido ao fato de que o lítio possui apenas três prótons e três nêutrons. Existem dois tipos principais de pilhas ou baterias de lítio, uma delas é denominada de pilha de lítio-iodo. Ela foi desenvolvida principalmente para ser usada em marca-passos cardíacos, já que é bastante leve, segura (não libera gases, pois é fechada hermeticamente), tem uma boa durabilidade (cerca de 8 a 10 anos), fornece uma voltagem de 2,8 V e uma alta densidade de carga (0,8 Wh/cm3). Os eletrodos são formados por lítio e um complexo de iodo, que ficam separados por meio de uma camada cristalina de iodeto de lítio que permite a passagem da corrente elétrica. O lítio metálico funciona como o ânodo dessa pilha, ou seja, é o polo negativo que se oxida, perdendo elétrons. Já o cátodo, o polo positivo que se reduz, recebendo elétrons, é o complexo de iodo. O outro tipo de pilha ou bateria é a de íon lítio. Ela leva esse nome exatamente porque o seu funcionamento se baseia no movimento de íons lítio (Li+). Ela é atualmente muito utilizada nas baterias de telefones celulares e seu potencial varia entre 3,0 e 3,5 V. O ânodo e o cátodo são formados por átomos dispostos em planos como se fossem lâminas com espaços onde os íons lítio se inserem. O ânodo é formado por grafita com o metal cobre e os íons se intercalam nos planos de estruturas hexagonais de carbono, formando a seguinte substância: LiyC6¬.Já o cátodo é formado pelos íons lítio intercalados num óxido de estrutura lamelar (LixCoO2). Essas baterias são recarregáveis, bastando usar uma corrente elétrica externa que provoca a migração dos íons lítio no sentido inverso, ou seja, do óxido para a grafita.

Pilhas e baterias secundárias: Essas pilhas ou baterias podem ser recarregadas por meio da aplicação de uma diferença de potencial (por meio de um gerador, como carregador específico para o aparelho, um alternador ou um dínamo). Com isso, as reações envolvidas no funcionamento desses dispositivos ocorrem no sentido contrário, regenerando os reagentes e permitindo que a bateria seja utilizada novamente.

1- Baterias de chumbo usadas em automóveis: O ânodo dessa bateria é formado por placas de chumbo metálico, e o cátodo é formado por placas de chumbo revestidas de PbO2(s). Essas placas são intercaladas e separadas por papelão ou plástico e mergulhadas em uma solução de ácido sulfúrico concentrado, formando uma série de seis pilhas, com 2V cada e fornecendo um total de diferença de potencial de 12 V.

2- Bateria de celular (bateria de íon lítio): O cátodo dessa bateria é um composto de óxido de lítio e cobalto, e o ânodo é o carbono, sendo que esses dois eletrodos estão separados por um eletrólito não condutor.

3- Pilha ou bateria de níquel/cádmio: O ânodo dessa bateria é uma liga de ferro e cádmio, e o cátodo é revestido por uma camada de hidróxido (ou óxido) de níquel III.

4- Bateria de hidreto metálico/óxido de níquel (NiMH): Suas atribuições principais são semelhantes à bateria de níquel-cádmio, mas com a modificação de que o ânodo é constituído por uma liga metálica que contém hidrogênio absorvido, formando um hidreto metálico.


Procedimento  experimental

Modelo de pilhas 01

Materiais utilizados:

• 02 garrafas pet de 250 ml
• Água sanitária
• Papel alumínio
• 52 centímetros de fio de cobre

Passo-a-Passo: Cortamos a garrafa três centímetros acima da metade, cortamos os 52 centímetros do fio cobre dividido  em quatro partes, cada parte do fio de cobre ficou com 13 centímetros. Forramos um lado das duas partes da garrafa com papel alumínio, e deixamos o outro lado descoberto. Nos lados que estavam o papel alumínio colocamos um pedaço de fio de cobre, usando fita crepe para segurar o fio, os outros dois pedaços do fio de cobre que sobraram, colocamos nos lados que estavam sem papel alumínio. Ligamos um lado da garrafa que estava com papel alumínio, com o lado sem papel alumínio da outra garrafa, assim, ficando um lado negativo com um lado positivo.

Modelo de pilhas 02

Materiais utilizados:

• 01 lata de alumínio
• 01 metro de fio de cobre
• Papel toalha
• Um pouquinho de Sal
• Água
• 01 prego

Passo-a-Passo: Primeiro passo é abrir a boca latinha, tirando a parte de cima por completa, lixar a latinha por dentro. Segundo descascamos completamente o fio de cobre. Para realizar a parte interna da pilha, você precisa fazer um charutinho de papel toalha, enrola todo o cobre em volta dele e deixar uma pontinha pra fora, pega esse pacotinho que se formou e embrulha com papel toalha deixando de um jeito que encaixe certinho dentro da latinha. Depois com um prego, faz um furinho na parte perto da boca da lata, coloca duas colheres bem cheias de sal e coloca água até ela fica um dedo abaixo de onde realizou o furinho. Para terminar essa pilha é só colocar o pacotinho de cobre e papel toalha dentro da lata com água e sal. Algo muito importante nesse experimento é que o cobre não pode tocar o alumínio em nenhum ponto, então tem que verificar bem se envolveu direito o cobre com o papel toalha.


Modelo de pilha 03

Materiais utilizados:

• 02 Copos feitos com garrafa pet
• 02 Pedaços de fio de cobre enrolado
• Água de torneira
• 02 Chapas de Zinco

Passo a Passo: Pegaremos o fio de cobre enrolado, colocaremos dentro do copo, colocamos a chapa de zinco também dentro do copo, porém sem deixar encostar-se ao cobre. Repetimos o mesmo procedimento com o outro copo. Assim ficando com duas pilhas, colocamos água corrente dentro do copo e a nossa pilha estará feita. Como fizemos dois, teremos duas pilhas ligadas em serie.


ANÁLISE DE DADOS

O que é volt (v)?

Volt é o potencial elétrico, que é a medida associada ão nível de energia potencial de um ponto de um campo elétrico. Raciocine comigo, ao tornamos uma carga de prova _q_ e a coloquemos em um ponto _p_ de um campo elétrico, ela adquiri uma carga associada ão quarto predisposta, a entrar em movimento a partir unicamente do campo que está interagindo com ela. 

O que é Ampére?

Unidade de medida para a corrente elétrica no sistema internacional. Um ampere corresponde a uma corrente elétrica constante que passa por dois fios retos paralelos, de comprimento infinito e seção reta desprezível, situados no vácuo e afastados 1 metro um do outro, a qual produz uma força entre os mesmo de 2 x 1e-7 N/m (0,00000002 newtons por metro).

O que é Ohm (Ω)?

É a unidade de medida da resistência elétrica, padronizada pelo Sistema Internacional de Unidades (SI). Corresponde à relação entre a tensão (medida em volts) e uma corrente (medida em amperes) sobre um elemento, seja ele um condutor ou isolante. Exemplificando: um condutor que tenha uma resistência elétrica de 1 ohm, causará uma queda de tensão de 1 volt (ou vóltio) a cada 1 ampere de corrente que passar por ele.

O que é Joule?

É a unidade tradicionalmente usada para medir energia mecânica, também utilizada para medir energia térmica (calor). No Sistema Internacional de Unidades, todo trabalho ou energia são medidos em joules.

O que é Coulomb?

O coulomb é a unidade de carga elétrica no Sistema Internacional. É, por definição, a carga elétrica transportada em 1 segundo por uma corrente de 1 ampere.

O que é tensão elétrica?

A tensão elétrica é uma indicação de quanta energia é envolvida na movimentação de uma carga elétrica entre dois pontos no espaço.

O que é resistência elétrica?

A resistência elétrica é definida como a capacidade que um corpo tem de opor-se à passagem da corrente elétrica.  Ela está ligada ao choque entre elétrons livres e átomos no interior dos condutores.

O que é corrente elétrica?

Corrente elétrica é o fluxo ordenado de cargas elétricas, que se movem de forma orientada em um condutor elétrico sólido ou em soluções iônicas. Matematicamente, a intensidade da corrente elétrica (i) é obtida pela razão entre a quantidade de carga efetiva (q) que atravessa a seção durante certo tempo. 

Podemos classificar uma corrente elétrica em dois tipos:
Corrente contínua: representada pela sigla CC ou DC (do inglês direct currente), é um fluxo de cargas em um único sentido. Esse tipo de corrente por pilhas, baterias e células fotovoltaicas. 
Corrente alternada: representada por CA ou AC (do inglês alternating current), é um fluxo oscilante de cargas que ora se movimentam em um sentido, ora em outro. A corrente alternada é fornecida pelas usinas geradoras de energia elétrica para as residências e as industrias. 

MEDIDAS EXPERIMENTAIS

Instrumentos de medidas das grandezas elétricas

Para medir a corrente, a tensão e a resistência elétrica, é preciso utilizar instrumentos específicos.

Amperímetro: usado para medir a corrente elétrica. O equipamento deve ser inserido em série no circuito elétrico, ou seja, para medir a corrente elétrica. Podemos dizer que amperímetro como um contador do número de elétrons livres que passam por ele a cada segundo. Como o aparelho não deve influenciar a corrente que circula pelo condutor, sua resistência interna precisa ser a menor possível, para produzir uma queda de tensão insignificante. 

Voltímetro: utilizado para medir a tensão elétrica. O equipamento deve ser inserido em paralelo com resistor, já que sua função é medir a tensão entre dois pontos, os terminais do resistor. Da mesma forma que o amperímetro, o voltímetro não deve influenciar o circuito; assim,deve ter a maior resistência interna possível, fazendo com que a corrente que o atravesse seja insignificante, não alterando a corrente original do circuito. 

Ohmímetro: utilizado para medir a resistência elétrica. Para a correta medição, o equipamento deve ser conectado aos terminais do resistor, em paralelo com o componente. Além disso, é necessário manter a chave do circuito aberta para que o equipamento não seja danificado ou ocorram interferências na medida. 

Esses três aparelhos costumam ser encontrados em um único equipamento, chamado multímetro, no qual podemos selecionar a função que precisamos utilizar: amperímetro, voltímetro ou ohmímetro, com diferentes escalas de corrente, tensão e resistência. 

Força eletromotriz (f.e.m) : Com a construção do gerador elétrico, capaz de produzir cargas elétricas contínuas em um considerável intervalo de tempo, os físicos formularam um novo conceito para uma nova grandeza física, da qual é chamaram de força eletromotriz. Pode-se definir a força eletromotriz de um gerador como a força que existe em dispositivos (pilhas secas, baterias solares, etc.), que são capazes de realizar trabalho sobre cargas elétricas que passam através deles, fazendo estabelecer assim uma voltagem entre os seus terminais, ou seja, se um gerador realiza trabalho ao transportar uma carga Q entre polos ( negativo para positivo ).

Para medir a f.e.m () de uma pilha, o multímetro deve está dessa forma: 

COM O USO DO MULTÍMETRO REALIZAMOS NOSSAS MEDIDAS: 

Este foi o nosso primeiro modelo de pilha caseira testado em sala de aula, nesse modelo a medida da f.e.m. da pilha foi em 3,01 volt.
Comprovamos isso com a imagem abaixo:

Na imagem abaixo estamos apresentando nosso segundo modelo de pilha testado também em sala de aula, nesse modelo de pilha a medida da F.e.m. da pilha foi em 0,55 volt.

Apresentaremos agora, nosso terceiro modelo de pilha que também foi testado em sala de aula, nesse modelo a medida da F.e.m. da pilha foi em 1,31 volt.

MODELO DE PILHA CONCLUSIVO

Materiais:

• 03 garrafas pet de 250 ml

• 52 centímetros de fio de cobre dividido entre 13 centímetros cada

• 03 parafusos cobertos de zinco de 10 á 12 centímetros

• 375 ml de água potável

• 375 ml de água sanitária

Passo-a-passo: Na tampinha da garrafa faremos dois buracos, em um encaixaremos o parafuso que vai ser o elétrodo negativo da pilha, no outro encaixaremos um pedaço do fio de cobre que será o polo positivo da pilha. Colocaremos em cada garrafa 125 ml de água potável e logo após 125 ml de água sanitária, fecha a tampa da garrafa lembrando que os elétrodos não podem se encostar (o cobre e o parafuso com zinco), eles devem ficar afastados sempre. Ligando o polo negativo (o parafuso), e o polo positivo (o cobre) da pilha. O mesmo procedimento deve ser feitos nas outras garrafas, sendo assim vai restar um pedaço de cobre que vai servir pra fazer a ligação entre as três pilhas. Essa ligação vai ocorrer você ligando o terminal negativo, com o terminal positivo, formando três pilhas em série. Com essas pilhas em série podemos acender um led, assim, estará ocorrendo um circuito elétrico.

Medidas e cálculos que ocorreram no desenvolvimento dessa pilha: 

A medida da f.e.m da nossa pilha conclusiva, obtemos 3,00 volt, como aparece na foto:

A medida da tensão elétrica da nossa pilha conclusiva, obtemos 2,9 volt.

Como sabemos para medir a corrente elétrica o equipamento dever ser inserido em série no circuito elétrico, observe a imagem: 

Após colocamos o aparelho dentro do circuito elétrico, obtemos o resultado em 0,48 mA. 

Veja nosso resultado: 

CÁLCULO ONDE IDENTIFICAMOS A QUEDA DE TENSÃO DA PILHA  

Sabemos que a f.e.m tem 3,0 volt, e que a tensão elétrica tem 2,9 volt. Fizemos uma subtração entre a f.e.m. e a tensão, descobrimos que a queda de tensão da nossa pilha foi em 0,1 volt. 

Veja o cálculo na imagem:

Agora que sabemos que a queda de tensão da pilha é 0,1 em volt  e sabendo que a corrente elétrica tem 0,48 em mA, podemos dar continuidade ao nosso cálculo para encontrar o valor da resistência interna da pilha em ohm (Ω).

 Observe a imagem, nela contém uma formula, onde vamos identificar tudo que medimos, e observando ela sabemos que temos que multiplicar a queda de tensão com a corrente elétrica para encontrar o valor da resistência interna da pilha em ohm (Ω).

Vamos a armação da nossa equação: 

Vamos observar nossa equação, resolvida por etapa. Primeiro faz a multiplicação de ambos, depois a divisão dos resultados da multiplicação. Com a divisão dos resultados da multiplicação vamos obter o valor da resistência interna da pilha em ohm (Ω). 

VAMOS ENTENDER UM POUCO SOBRE AS LEIS DE OHM

Resistência elétrica é uma grandeza relacionada á dificuldade que as cargas elétricas encontram ao atravessar um condutor. Quando um condutor é atravessado por uma corrente, ele oferece resistência ao deslocamento dos elétrons, e isso provoca aumento em sua temperatura. Esse fenômeno é chamado de efeito joule e resulta na transformação de energia elétrica térmica, o que explica diversos fenômenos como queimadoras provocadas por choques elétricos de maior intensidade. Diversos dispositivos elétricos, tais como alguns modelos de aquecedores de ambiente, ferros de passar roupas, chuveiros elétricos e secadores de cabelo,funcionam graças ao efeito joule. As lâmpadas incandescentes também pertencem a esse grupo. Ao oferecer resistência á passagem de corrente, o filamento que há dentro delas se aquece até atingir valores próximos de 3 000°C, emitindo ondas eletromagnéticas na faixa do visível. Em função da elevada temperatura, esses fios precisam ser feitos com metais que tenham pontos de fusão superiores a esse valor. Além disso, dentro do bulbo não pode haver oxigênio, pois, se houvesse, o filamento incendiaria tão logo a lâmpada fosse ligada. É por isso que elas são preenchidas com outros tipos de gases, como o argônio, evitando assim que peguem fogo. 

Resistor é todo bipolo condutor que possui resistência e, quando percorrido por uma corrente, transforma a energia elétrica que recebe exclusivamente em energia térmica. São exemplos de resistores os filamentos das lâmpadas incandescentes, as resistências dos chuveiros, entre muitos outros. 

1° LEI DE OHM

O alemão Georg simon ohm estudou resistores submetidos a diferenças de potências (U) variadas, observando as respectivas intensidades de correntes elétricas (i) que neles surgiam. Ele concluiu que as duas grandezas analisadas obedecem á seguinte equação:

                                      U = R.i

Essa equação estabelece uma grandeza física: a resistência elétrica. Nela, os significados e as unidades das grandezas são:

U- Diferença de potencial nos terminais do resistor, cuja unidade no SI é o volt (V).

R- resistência elétrica do condutor, cuja unidade no SI é o ohm. 

I- intensidade de corrente elétrica, cuja unidade no SI é o ampere (A). 

Todo resistor obedece a essa relação, porém eles podem ser classificação em dois tipos: ôhmicos e não ôhmicos. 

Resistores ôhmicos 

Quando a resistência se mentém constante, independentemente da diferença de potencial a que o resistor estiver submetido, ele é denominado ôhmico. Esse resultado é conhecido como 1° lei de ohm. Nesse caso, a ddp (u)e a intensidade de corrente (i) serão grandezas diretamente proporcionais, ou seja, quando uma aumenta, a outra aumenta na mesma proporção. 

Resistores não ôhmicos 

Muitos resistores não são ôhmicos, ou seja, suas resistências variam conforme a diferença de potencial a que estiverem submetidos. 

2° LEIS DE OHM 

Ohm identificou, basicamente, três fatores que interferem no valor resistência de um condutor homogêneo: a substância de que ele é feito, sua espessura e seu comprimento. 

Quanto á substância, observa-se que a rede formada pelos átomos do material oferece oposição a corrente elétrica. Dependendo do material, essa oposição é maior ou menor. A grandeza da resistividade (p) expressa essa dificuldade de as cargas se movimentarem pelo condutor, enquanto outra grandeza, a condutividade elétrica, expressa o inverso, ou seja, mostra a facilidade de um material conduzir corrente. Assim, substância que resistem muito conduzem pouco, e as que resistem pouco conduzem muito. 

Quanto ao comprimento (L), pode-se afirmar que ele é diretamente proporcional á resistência, ou seja, quanto mais longo for o condutor, maior será sua resistência. É graças ao comprimento que é possível variar o valor da resistência do chuveiro e, assim, conseguir controlar sua capacidade de aquecer a água. 

Quanto á espessura (A), ele é inversamente proporcional á resistência, ou seja, quanto maior for a área de seção transversal,, menor será a resistência do condutor. 

Assim, com base nessas três relações, conclui-se uma equação denominada 2° Lei de ohm. 

Os significados das grandezas relacionadas na equação e suas respectivas unidades no SI são: 

R- resistência elétrica, em ohm (Ω)

p- resistividade do material, em ohm (Ω) . metro (m). 

L- comprimento, em metro (m).

A- área de seção transversal, em metro quadrado (m²). 

EQUAÇÃO DO GERADOR 

A equação do gerador possibilita o cálculo das diversas grandezas que aparecem num circuito em que temos um gerador não ideal alimentado uma carga externa. O gerador não ideal fornece uma f.e.m. E e tem uma resistência interna r. 

CONCLUSÃO:

Concluímos esse trabalho de maneira gratificante com o avanço do conhecimento referente a modelos de pilhas caseiras, que podem ser feitas abaixo custo e de maneira sustentável ajudando o meio ambiente. Com também o conhecimento da elétrica e da física presente no nosso dia-a-dia, e a descoberta dos avanços tecnológicos. Como foi dito no nosso resumo explicamos o caminho percorrido das pilhas elétricas, desde o seu surgimento até a atualidade, como foram desenvolvidas, vimos também que não foi tão fácil chegar ão que está hoje, teve um todo processo cauteloso de grandes pesquisas e experimentos feitos pelas grandes mentes que são lembradas até hoje nas escolas, universidades e cursos profissionalizantes principalmente dentro da área física e elétronica, essas mentes como falamos foi as mentes de Alessandro Volta, Luigi Galvani, Daniell e mais alguns físicos, vale a pena ler a historia de cada um e saber o que cada um fez, como cada um contribuiu para hoje temos todos esses tipos de pilhas e geradores de energia na nossa vida atual e imaginar como seria a nossa vida hoje no século XXI sem elas. Falamos sobre a atualidade, sobre a classificação das pilhas primarias e secundarias, dando o entendimento que pilhas primárias são descartadas quando descarregadas, e as secundarias pilhas que podem ser recarregadas através de um gerador como carregador especifico pro seu aparelho e podendo ser utilizada novamente, essas pilhas secundarias são as mais comuns em nossas vidas hoje, temos exemplos delas nas baterias de celular e etc. Demos também o conceito do que é uma pilha, energia química e elétrica, oxirredução e elétrons para que não fique vago nada do nosso assunto, e deixar claro que tudo é impontante para o nosso conhecimento referente o assunto, e como sabemos para entender bem, precisamos ler bem. No nosso procedimento experimental podemos disponibilizar tutorias das nossas criações de alguns modelos de pilhas escolhidos por nosso grupo para dar complemento na realização do nosso trabalho, avisando que temos exemplos e outros tutorias dessas pilhas também disponíveis no youtube e sites de experimentos físicos. Na criação desses modelos usamos matérias reciclados como fio de cobre que iam ser jogados fora, garrafas plasticas que também iam para o lixo, lata de alumínio e etc. Em cada modelo de pilha testado foi um novo desafio para cada membro da equipe, e muitas pesquisas realizadas para entender a alternância dos resultados. Nesse trabalho também obtemos o conhecimento e demos o conceito para vocês sobre as grandezas elétricas como Volt, Ampére, Ohm, Joule, Coloumb, Tensão elétrica, Resistência elétrica, Corrente elétrica, Corrente contínua e alternada. Explicamos também sobre os instrumentos de medidas das grandezas elétricas, e o conhecimento que podemos encontrar três aparelhos de medir grandezas elétricas em apenas um, o multímetro, que foi onde realizamos todas as medidas que falamos e mostramos nesse trabalho. Falamos também de outra grandeza importante dentro da física que é a força eletromotriz, conhecida como f.e.m., e como fazemos para medir essa grandeza com o uso do multímetro, o que foi também um novo desafio para adquirir experimento para cada membro dessa equipe. Nosso último modelo de pilha citado nesse trabalho como " modelo de pilha conclusivo " foi o experimento no qual colocamos para fora das nossas mentes todo o conhecimento adquirido ão longo tempo, feito também com matérias recicláveis e com o uso de água potável e água sanitária. Nele entendemos também que a energia pode ser gerada em serie para obter uma quantidade de energia maior, até ligamos uma led para comprovar a geração da energia. Dentro desse trabalho também realizamos cálculos para encontrar a resistência elétrica da nossa pilha, e o valor de ohm. Explicamos sobre as leis de ohm, como elas surgiram e qual sua importância dentro da física e da elétrica, falamos sobre o resistor e seu uso em eletrodomésticos, demos o conceito de resistores ôhmicos e não ôhmicos, falando sobre a tal equação do gerador. Diante de tudo que foi citado, fechamos nosso trabalho com chave de ouro, agradecendo por todo conhecimento adquirido com ele, conhecimentos esses que vamos levar para o resto da vida. Desenvolver esse trabalho não foi fácil para nenhum membro da equipe, foram realizadas pesquisas em livros e internet para maior entendimento do que estávamos fazendo, hoje no fim do percusso do trabalho temos a consciência que a física e eletricidade é importante no nosso dia-a-dia, e nas nossas vidas, e que é algo que não deve ser deixado de lado dentro dos estudos. Agradecemos de forma gratificante a leitura do nosso trabalho e aconselhamos a se aprofundar em cada assunto citado nele para fixar o pensamento que não dar pra viver sem a física e suas grandezas com nossa vida moderna. 

  

REFERÊNCIAS;  

mundoeducação.bol.uol.com.br
brasilescola.uol.com.br
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