ELETROSTÁTICA PROF. Rangel Martins Nunes Fevereiro de 2019

Conteúdos O átomo; O conceito de carga elétrica; Unidade de carga elétrica; Carga elétrica elementar; Carga elétrica em corpos eletrizados; Técnicas de eletrização; Lei de Coulomb e a força elétrica.

O átomo O átomo é a menor partícula que compõe a matéria dando-lhe propriedades especícficas. Todos os átomo conhecidos estão reunidos na Tabela Periódica dos elementos. O átomo “clássico” é composto de três particulas elementares: prótons, elétrons e Neutrons. Protons: situados no núcleo; Neutrons: situados no núcleo; Eletrons : situados em camadas em torno do núcleo (eletrosféra) Massa atômica

Todos os fenômenos elétricos são decorrentes da movimentação das partículas atômicas do átomo. Carga Elétrica As partículas atômicas são caracterizadas por uma grandeza física chamada Carga elétrica, A carga elétrica caracteriza as partículas atômicas por um valor de carga e um sinal Assim temos: Para o proton: qp = 1,69 x 10-19 C e sinal (+) Para o elétron: qe = 1,69 x 10-19 C e sinal (-) Para o neutron: qe = 0 (não tem carga) A unidade de carga elétrica no SI é O COULOMB.

RESUMO SOBRE AS CARGAS ELEMENTARES

Carga Elétrica do átomo Os átomos na natureza são eletricamente neutros, ou seja possuem numero de Elétrons igual ao de prótons. Porém, por processos químicos ou físicos, os átomos podem ficar temporariamente com número diferentes de protons e neutrons. O átomo em tal estado chama-se íon Elétrons saem do átomo. Elétrons entram do átomo.

Corpos carregados eletricamente Os átomos da superfície de um corpo podem se desequilibrar eletricamente, por um processo físico, que conhecemos como eletrização. Se os átomos da superfície de um corpo perdem eletrons, o corpo fica carregado positivamente. + Q Se os átomos da superfície de um corpo ganham eletrons o corpo fica carregado negativamente. - Q Corpos isolantes ficam carregados apenas na região de eletrização

Cálculo de carga elétrica (Q) Cálculo da carga elétrica total de um corpo eletrizado: 𝑸= ∓ 𝒏 ×𝒆 onde: Q: carga total em Coulombs; n: número de particulas (protons e elétrons) em execesso; e: Carga elétrica elementar: 1,69 x 10-19C Exemplos: Uma esfera condutora esta eletrizada negativamente com uma carga de 2 μC. Determine o número de elétrons execedentes na superfície da esfera (n). Qual é a carga total (Q) em um corpo eletrizado que perdeu 1,5 x 1014 elétrons em processo de eletrização?

Eletrização Fenômeno físico onde um corpo adquire carga elétrica. Eletrização por atrito. Eletrização por contato. Eletrização por indução.

Eletrização por atrito Quando dois materiais distintos não carregados eletricamente são friccionados adquirindo cargas opostas. Fenômenos associados. Formação de descargas atmosféricas Fricção Eletrizações indesejadas. Carregamento elétrico de carcaças e fuselagens de veículos. Choques eletrostáticos; SIMULADOR

Bico injetor no mesmo potencial elétrico da carcaça do veículo.

Formação de Raios

Eletrização por Contato Quando um material eletrizado encosta em um neutro, e este último adquire carga elétrica. Os corpos ficam com mesma carga elétrica. Corpos identicos ficam com mesma carga após o contato.

Eletrização por Contato Um corpo carregado chamado indutor, induz uma distribuição de cargas em um corpos eletricamente neutro. O corpo que tem suas cargas distribuidas chama-se Induzido. Eletroscópio de folhas Retirando o indutor o induzido ficara novamente neutro

Aterramento A Terra (solo) é um vetedor ou sumidoro de cargas, podendo fornercer ou absorver elétrons facilmente. - e Neutralização parcial das cargas positiva

𝐹 𝑒 = 𝑘 . 𝑄 1 . 𝑄 2 𝑑 12 2 Força Elétrica e Lei de Coulomb Cálculo da força de atração ou repulsão elétrica entre cargas de sinais opostos e mesmo sinal respectivamente. e d Força Eletrica Fe e sua unidade é o Newton (N ou Kg x m/s2). A Lei de Coulomb vale para cargas Para cargas pontuais. LEI DE COULOMB 𝐹 𝑒 = 𝑘 . 𝑄 1 . 𝑄 2 𝑑 12 2 Q1: carga elétrica “1” Q2: carga elétrica “2” d12: distância entre as cargas 1 e 2. K = 9 x 109 N.m2/C2 (constante dielétrica do vácuo).

a) O vetor força elétrica sobre as cargas Q1 e Q2. EXEMPLO: Duas cargas puntiformes, Q1 e Q2, de sinais opostos estão a 10 cm de distância uma da outra. Determine: a) O vetor força elétrica sobre as cargas Q1 e Q2. b) A intensidade da força elétrica Fe