Carga Elétrica

Carga Elétrica

Modelo planetário para representação do átomo

No mundo atual é quase impossível viver sem a eletricidade. Se olharmos à nossa volta veremos diversos equipamentos que necessitam de eletricidade para funcionar. Quando nos referimos ao estudo da eletricidade, estamos, na verdade, fazendo referência aos fenômenos resultantes da propriedade chamada carga elétrica.

Pensando em fatos históricos, vemos que diversas hipóteses e várias teorias foram levantadas e desenvolvidas a fim de dar explicações mais concisas acerca dos fenômenos elétricos. Hoje sabemos com plena convicção que tais fenômenos estão ligados à estrutura da matéria.

Como já estudamos, sabemos que todos os corpos são constituídos de átomos, que podem ser descritos como constituídos de partículas elementares. As principais são os prótons, nêutrons e elétrons.

A carga elétrica é uma propriedade que está intimamente associada a certas partículas elementares que formam o átomo (prótons e elétrons). O modelo do sistema planetário é o modelo simples mais adotado para explicar como tais partículas se distribuem no átomo. De acordo com o modelo planetário, os prótons e nêutrons localizam-se no núcleo, já os elétrons estão em uma região denominada eletrosfera.

Através de experiências foi possível mostrar que prótons e elétrons têm comportamentos elétricos opostos. Por isso, convencionou-se que há duas espécies de cargas elétricas: a positiva, que tem comportamento igual ao do próton; e a negativa, que se comporta como a carga elétrica do nêutron. Os nêutrons não apresentam a citada propriedade física, isto é, os nêutrons não possuem carga elétrica.

No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade de carga elétrica é o coulomb (C). O próton e o elétron, em módulo, possuem a mesma quantidade de carga elétrica. O valor da carga do próton e do elétron é denominado quantidade de carga elementar (e) e possui o valor de:

e=1,6 .10-19 C

Como 1 C é uma quantidade de carga elétrica muito grande, é comum a utilização dos seus submúltiplos:

1 mC (milicoulomb)= 10-3 C

1 μC (microcoulomb)= 10-6 C

1 nC (nanocoulomb)= 10-9 C

A quantidade de carga elétrica total (Q) será sempre um múltiplo inteiro (n) vezes o valor da carga elementar (e). Essa quantidade de carga pode ser determinada através da seguinte expressão:

Q=n . e

Geralmente quando um corpo qualquer apresenta o número de prótons igual ao de elétrons dizemos que esse corpo está eletricamente neutro, ou seja, o corpo possui carga total igual a zero. Portanto, quando o corpo apresenta número de prótons diferente do número de elétrons, dizemos que o corpo se encontra eletrizado, ou seja, o corpo apresenta carga elétrica diferente de zero.

Dessa forma, um corpo estará eletrizado quando perde ou recebe elétrons.

Em todos os experimentos realizados até o momento, verifica-se que, em sistemas isolados, a quantidade de carga elétrica permanece constante. Essa lei é chamada de conservação da quantidade de carga elétrica. Portanto,