Carga elétrica

Carga Elétrica

Ao atritarmos um bastão de vidro suspenso por um barbante com um pano de lã, ao

aproximarmos a lã da extremidade do bastão, este é atraído por ela. Se atritarmos um

segundo bastão com um outro pedaço de pano de lã e aproximarmos o novo bastão do

primeiro, este será repelido; o mesmo acontecerá com os dois panos de lã.

As forças observadas podem ser de atração ou de repulsão e são de origem elétrica.

Os prótons em presença se repelem, o mesmo acontecendo com os elétrons. Entre

um próton e um elétron há atração. Explicamos este fenômeno associando aos prótons e

elétrons uma propriedade física denominada carga elétrica. Existem duas classes de carga

elétrica, a positiva e a negativa. Os prótons possuem carga elétrica positiva, os elétrons

possuem carga negativa e os nêutrons não têm carga elétrica, porque não apresentam efeitos

elétricos. Num átomo, o número de prótons é igual ao número de elétrons, sendo

eletricamente neutro. Quando, por algum motivo como por exemplo o atrito descrito acima,

há uma movimentação dos elétrons e um corpo fica com falta ou excesso de elétrons

dizemos que o corpo está eletrizado e que possui carga elétrica.

A menor quantidade de carga elétrica não-nula possível fisicamente é a carga de um

próton ou elétron (iguais em módulo) e é chamada de carga elementar (e).

A unidade no SI para carga elétrica é o Coulomb(C) e o valor da carga elementar é:

Como o Coulomb é muito grande, é comum utilizarmos seus submúltiplos:

1mC = 10–3C (milicoulomb)

1m C = 10–6C (microcoulomb)

1nC = 10–9C (nanocoulomb)

Podemos medir a quantidade de carga elétrica de um corpo em função do número de

elétrons em falta ou excesso. Essa medida se dá através da seguinte expressão:

Q – Quantidade de carga elétrica

n – número de elétrons

Assim podemos resumir o estado de um corpo através da seguinte tabela:

Corpo neutro np = ne ––––––

Corpo eletrizado positivamente (Q > 0) np > ne Cedeu elétrons

Corpo eletrizado negativamente (Q < 0) np < ne Recebeu elétrons

e = 1,6 · 10–6 C

Q = n · e

Princípios da Eletrostática

A Eletrostática é a parte da física que estuda as propriedades e a ação mútua das

carga elétricas em repouso, em relação a um sistema inercial de referência. Os princípios

sobre os quais se fundamentam a Eletrostática são:

1. Princípio da Atração e Repulsão

“Cargas elétricas de mesmo sinal se repelem, e de sinais opostos se atraem.”

2. Princípio da Conservação das Cargas Elétricas

“Num sistema eletricamente isolado, a soma algébrica das cargas elétricas

positivas e negativas permanece constante, mesmo ocorrendo um fenômeno qualquer.”

Condutores e Isolantes

Todo material que possua portadores de carga elétrica (elétrons, íons ou ambos)

livres é chamado de condutor. São chamados assim por possuírem facilidade de conduzir e

espalhar a carga elétrica. Como exemplo citamos os metais, a grafite e as soluções

eletrolíticas.

Quando o material possui portadores de carga elétrica livres em pequena quantidade

em relação ao total de partículas, dizemos que é isolante. Nos isolantes, as cargas são

conservadas nas regiões onde elas surgem, não se espalhando pelo corpo. São exemplos de

isolantes: borracha, porcelana, madeira, plástico, mica, etc.

Na prática, não existem condutores e isolantes perfeitos e sim bons condutores e

maus condutores (bons isolantes).

Ao se ligar um condutor eletrizado à Terra, este se descarrega.

Quando o condutor estiver eletrizado positivamente, elétrons sobem da Terra para o

condutor, neutralizando o excesso de cargas positivas. Quando um condutor estiver

eletrizado negativamente, seus elétrons em excesso escoam para a Terra. Isso ocorre devido

à dimensão da Terra em relação aos corpos que estão sobre ela.

+

– –

+ +

–

S Qantes = S Qdepois

QA (antes) + QB (antes) = QA (depois) + QB (depois)

Processos de Eletrização

Um processo de eletrização se caracteriza por uma transferência de elétrons de um

corpo inicialmente neutro.

Eletrização por Atrito

Ao atritarmos vigorosamente dois corpos, estamos fornecendo energia para que haja

transferência de elétrons de um para outro. Os elétrons cedidos por um são absorvidos pelo

outro e, após o processo, um adquire carga negativa e outro positiva.

Para