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Eletricidade Tudo depende do eletron.  Tales de Mileto, século VI a. C.  Objetos leves atraíam ou repeliam o âmbar*. *Âmbar – Resina fóssil utilizada.

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1 Eletricidade Tudo depende do eletron

2  Tales de Mileto, século VI a. C.  Objetos leves atraíam ou repeliam o âmbar*. *Âmbar – Resina fóssil utilizada na confecção de objetos ornamentais. Ao ser atritado com outros objetos, estes eram atraídos ou repelidos. Física - Eletrostática e Aplicações - Wildson W de Aragão 2

3 Robert Millikan mediu nossas massas e determinou, usando o resultado de Thomson, a nossa carga. Robert Millikan 1868 – 1953 Nobel 1923 m = 9,1 x kg e = 1,6 x C

4 Modelo de Thomsom Modelo de Rutherford Modelo de Bohr Modelo de Bohr- Sommerfeld Modelo atual Orbitais: s, p, d,f Muitos foram os modelos de átomos, nossa moradia. O atual leva em conta o Princípio da Incerteza. Não somos encontrados em endereços certos, mas em regiões prováveis.

5 Por termos cargas negativas, entre nós existe repulsão: cada um empurra o outro para mais longe possível. Porém entre nós e os prótons, que possuem cargas positivas, a atração é irresistível! Nos átomos somos numericamente iguais aos protons existente no núcleo, por isso os átomos apresentam-se, geralmente, neutros.

6 Na eletrização ocorre transferência de elétrons de um corpo para outro. Carga positiva “falta de elétrons” Carga negativa “excesso de elétrons” Como ocupamos regiões em torno do núcleo, sempre que adquirimos energia suficiente, podemos escapar do campo de influência do núcleo e passar de um material para outro. Isto ocorre na ELETRIZAÇÃO.

7 Série triboelétrica Mão humana Pele de coelho Vidro Nylon Seda Papel Borracha Acetato Poliester isopor PVC Mais positivo Mais negativo Exemplo: vidro com seda Vidro (+) e seda (-) A série indica para onde nos transferimos quando 2 materiais são colocados em forte contato, como o atrito.

8 Em alguns materiais, muitos de nós, somos livres. Temos a liberdade de compartilhar com diversos átomos e, sob influência externa, movimentamos através da matéria. Condutores e Isolantes. Não possuem eletrons livres. As cargas ficam localizadas. O material isolante não transmite eletricidade. Eletrização e Neutralização por contato MATERIAL CONDUTOR Possuem eletrons livres. Eles podem se movimentar, e levar energia de um ponto para outro

9 Processo de separação de cargas que ocorre num condutor sob influência de cargas externas externas. Indução eletrostática Temos muita mobilidade dentro de um condutor. Sob a influência de uma carga externa nós deixamos uma região negativa e outra positiva.

10 O eletróforo de Volta Eletrizando por indução O sinal da carga residente no corpo eletrizado é oposto ao da carga indutora. A nossa tendência é “fugir” para mais longe possível de outras cargas negativas. Principalmente quando um condutor permite que isto ocorra.

11 Inventou a balança de torsão para medir a força elétrica entre duas esferas. O experimento de Coulomb F = k  q 1  q 2 /d 2 Charles A Coulomb (1736 – 1806) Cargas eletricas Unidade de carga 1 coulomb = 1 C Constante de Coulomb k = 9×10 9 N/C 2 ·m 2 Entre nós, cargas negativas, a força elétrica é de repulsão. O mesmo ocorre entre cargas positivas. Porém entre nós e os protons,cargas de sinais opostos, ela é de atração. Quanto mais próximos, mais intensa é a força elétrica.

12 A nossa carga é chamada de “carga elementar” e é simbolizada pela letra “e”. Quantos de nós são necessários para constituirmos uma carga 1 C? 625 x cargas elementares são necessários para formar 1 C Carga elementar e = 1,6 x C

13 F F F F FF LEI DE COULOMB ++ d q1q1 q2q2 -- d q1q1 q2q2 +- d q1q1 q2q2

14 Variando somente as cargas FF ++ d q1q1 q2q FF ++ d q1q1 q2q2 4 0,5 22 F  q 1. q ,5 2

15 Variando somente a distância ++ d q1q1 q2q2 FF + + d F  1 d2d d2d F F (2d) 2 4d2d2  F

16 Exercitando Complete as lacunas de forma que a Lei de Coulomb seja respeitada. F  q 1. q 2 q1q1 q2q2 F q1q1 F 2 q2q2 2 F6 q2q2 3 q1q1 2 F 8 q2q2 4 q1q1 2 F5 q1q1 5 F20 q2q2 4 q1q1 10 q2q2 2 q1q1 2 q2q2 F 2 q1q1 2 q2q2 2 F 4 q1q1 2 q2q2 3 q2q2 5 6 F q2q F q1q1 q1q d q1q1 q2q2 FF 5 F

17 Exercitando Complete as lacunas de forma que a Lei de Coulomb seja respeitada. F d d2 F 4 d3 F 9 d4 F 16 d5 F 25 F 2 d2  F 4 d 2 F 9 d 3 F 3 d 4 d 5 F 16 F 25 d 3  F  1 d2d2 ++ d q1q1 q2q2 FF

18 Gráfico F x d Fd F(N) d(m) F  1 d2d2

19 Natureza vetorial da Força Eletrostática ++ d q1q1 q2q2 + q3q3 2d F F 4 FRFR Módulo da resultante: F R = F - F 4 F R = 3F 4 1) F F 4 + FRFR =F12F12 F22F22 + 2F 1.F 2.cos   FRFR = F1F1 F2F2 + Vetorialmente:  

20 Natureza vetorial da Força Eletrostática ++ d q1q1 q2q2 - q3q3 2d F Módulo da resultante: F R = F + F 4 F R = 5F 4 2) FRFR F 4 F F 4 Vetorialmente: FRFR = F1F1 F2F2 + + FRFR =F12F12 F22F22 + 2F 1.F 2.cos    

21 + q2q2 q1q1 - + q3q3 d 2d2d F1F1 F1F1 F2F2 F2F2 FRFR Natureza vetorial da Força Eletrostática 3)    FRFR = F1F1 F2F2 + + FRFR =F12F12 F22F22 + 2F 1.F 2.cos   + FRFR =F12F12 F22F22 

22 Natureza vetorial da Força Eletrostática 4) + q1q1 q2q2 - + q3q3 F1F1 F2F2 FRFR FRFR = F1F1 F2F2 + + FRFR =F12F12 F22F22 + 2F 1.F 2.cos     

23 Natureza vetorial da Força Eletrostática 5) + q1q1 q2q q 3 F1F1 F2F2 FRFR FRFR = F1F1 F2F2 + + FRFR =F12F12 F22F22 + 2F 1.F 2.cos     

24  William Gilbert (1544 – 1603) retoma a experiência original e verifica que a propriedade apresentada pelo âmbar é comum a outras substâncias quando atritadas entre si.  “Elétrico” -> “elektron” (do grego, designa âmbar). Daí, corpos eletrizados ou carregados de eletricidade. (William Gilbert) Física - Eletrostática e Aplicações - Wildson W de Aragão 24

25  OTTO VON GUERICKE (1602 – 1686): Construiu a primeira máquina geradora de eletricidade estática. STEPHEN GRAY (1666 – 1736): Estabeleceu a distinção entre condutores e isolantes. Física - Eletrostática e Aplicações - Wildson W de Aragão25

26  CHARLES DU FAY (1698 – 1739): Teoria da existência das eletricidades vítrea e resinosa.  BENJAMIN FRANKLIN (1706 – 1790): Deu impulso definitivo na eletricidade. Inventou pára-raios e investigou teorias na área. Física - Eletrostática e Aplicações - Wildson W de Aragão26

27  Franklin concebeu que os corpos possuíam um fluido elétrico.  Excesso de fluido = corpo positivamente eletrizado, como vidro atritado com seda (eletricidade vítrea).  Falta de fluido = corpo negativamente eletrizado, como o âmbar (resina) atritado com seda.  Fluido elétrico não existe. Corpos positivos tem falta de elétrons e corpos negativos tem excesso de elétrons (-). Física - Eletrostática e Aplicações - Wildson W de Aragão27

28  CHARLES AUGUSTIN DE COULOMB (1736 – 1806): Utilizando a Balança de torção, estabeleceu a lei que leva seu nome. Física - Eletrostática e Aplicações - Wildson W de Aragão28

29  ALESSANDRO VOLTA (1754 – 1827): Construiu a pilha elétrica. Obtenção de corrente elétrica (cargas elétricas em movimento ordenado). Física - Eletrostática e Aplicações - Wildson W de Aragão29

30  Prótons e elétrons interagem com uma Força Eletrostática.  Prótons do núcleo interagem com Força Nuclear e Força Eletrostática. Física - Eletrostática e Aplicações - Wildson W de Aragão30

31  Pentear os cabelos;  Tirar um agasalho ou camisa de lã;  Aproximar de aparelhos de TV;  Tocar maçanetas de porta; Física - Eletrostática e Aplicações - Wildson W de Aragão31

32  Abastecimento de aviões Física - Eletrostática e Aplicações - Wildson W de Aragão32

33  A parte esférica superior acumula cargas elétricas Física - Eletrostática e Aplicações - Wildson W de Aragão33

34  Usados para determinar se um corpo está eletrizado ou não, e, se tiver, o sinal de sua carga. Física - Eletrostática e Aplicações - Wildson W de Aragão34

35  Indicam direção e sentido do campo elétrico de uma ou mais cargas. Física - Eletrostática e Aplicações - Wildson W de Aragão35

36  1. A Xerografia – Máquina Copiadora: O advogado norte americano Chester Carlson recobriu de enxofre uma placa de zinco e a eletrizou por atrito com algodão. Placa pulverizada com licopódio Cilindro pulverizado com selênio Física - Eletrostática e Aplicações - Wildson W de Aragão36

37  2. Impressoras a jato de tinta Entre duas placas eletrizadas (no eletrodo) existe um campo elétrico que regula a orientação das gotas lançadas pelo emissor. Física - Eletrostática e Aplicações - Wildson W de Aragão37

38  3. Os pára-raios Pára –raios de Franklin: Haste condutora disposta verticalmente no ponto mais alto da estrutura a ser protegida. Um fio condutor cravado profundamente no solo induz as cargas em excesso recebidas pelo pára-raios. Física - Eletrostática e Aplicações - Wildson W de Aragão38

39  Campo de proteção do pára-raios: Forma um cone tendo como vértice o ponto mais alto do pára-raios, cuja geratriz forma 60º com a horizontal. (ABNT) Física - Eletrostática e Aplicações - Wildson W de Aragão39

40  Pára-raios radioativos Ioniza-se o ar nas vizinhanças da ponta, devido material radioativo existente. Por causar problemas ambientais, seu uso atualmente está proibido. Proibição: Norma 5419/93 ABNT – Associação Brasileira de Normas e Técnicas. Física - Eletrostática e Aplicações - Wildson W de Aragão40

41  4. Pulverização Eletrostática Redução dos impactos ambientais devido à diminuição do uso de agrotóxicos. O método de aplicação atual é extremamente desperdiçador e contaminador. Grande parte do produto é depositado no solo. Física - Eletrostática e Aplicações - Wildson W de Aragão41

42 A pulverização consiste em lançar gotas eletrizadas para melhor eficácia do inseticida e menor deposição no solo. As gotículas carregadas são atraídas por indução para as folhas. Nelas, elas repelem-se, espalhando-se pelo vegetal, inclusive na parte inferior. Física - Eletrostática e Aplicações - Wildson W de Aragão42

43 O método reduz em 50% o uso dos ingredientes ativos e as perdas para o solo são 20 vezes menores que no método convencional. Fonte: Aldemir Chaim zacaoID-2bQck4Ciug.pdf Física - Eletrostática e Aplicações - Wildson W de Aragão43

44 OBRIGADO! W W De Aragão, 2012 Física - Eletrostática e Aplicações - Wildson W de Aragão44


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