Cargas Eletricas

Livro fundamentos da fisica 3 halliday resnic walter

O que é carga elétrica?

É uma propriedade física fundamental que determina as interações eletromagnéticas. Esta carga está armazenada em grande quantidade nos corpos ao nosso redor, mas a percepção dela não ocorre facilmente. Convenciona-se a existência de dois tipos de carga, a positiva e a negativa, que, em equilíbrio, são imperceptíveis. Quando há tal igualdade ou equilíbrio de cargas num corpo, diz-se que está eletricamente neutro, ou seja, está sem nenhuma carga líquida para interagir com outros corpos. Um corpo está carregado eletricamente quando possui uma pequena quantidade de carga desequilibrada ou carga líquida. Objetos carregados eletricamente interagem exercendo forças, de atração ou repulsão, uns sobre os outros

Carga elementar: 1,6.10 - 19 C

Carga do elétron: - 1,6.10 - 19C

Carga do próton: + 1,6.10 - 19C

Unidade: C (Coulomb)

Princípio da atração e repulsão

• Cargas elétricas de mesmo sinal se repelem;

• Cargas elétricas de sinais opostos se atraem.

Princípio da conservação das cargas

• Num sistema eletricamente isolado, a soma algébrica das quantidades de cargas positivas e negativas é constante.

Elétron livre = fracamente ligado ao átomo

Condutores elétricos

Meios materiais cujos átomos possuem muitos elétrons livres. (Ex: metais)

Isolantes elétricos ou dielétricos

Meios materiais cujos átomos possuem poucos elétrons livre. (Ex: plástico, madeira)

Se número de prótons = número de elétrons Neutro

Se tem falta ou um excesso de elétrons Tem carga Q

Q = n.e , sendo n um numero inteiro.

Portanto, um corpo pode ser:

Eletrizado positivamente: falta de elétrons Q=+n.e

Eletrizado negativamente: excesso de elétrons Q= –n.e

1. Um saco plástico recebeu 3,4.1015 elétrons extras em um processo de eletrização por atrito. Qual a natureza e o valor da quantidade de carga elétrica do saco plástico?

Q = n.e

Q =3,4x10 e15 . 1,6x10 e-19

Q = 5,4468x10 e-4 C

Q = 544,68x10 ౺C

Eletrização por fricção: ocorre quando duas superfícies são esfregadas (triboeletricidade). Exemplos: esfregando vidro com seda = vidro carrega positivamente; esfregando âmbar com pelo = âmbar carrega negativamente.

Seqüência triboelétrica: quando quaisquer duas substâncias mostradas na lista abaixo são esfregadas, a de cima torna-se positivamente carregada, enquanto a de baixo é negativamente carregada. Quanto mais longe duas substâncias estão na lista, maior é a eletrização.

+

Asbestos

Pele de Coelho

Vidro

Mica

Lã

Quartzo

Pele de gato

Chumbo

Seda

Pele humana, alumínio

Algodão

Madeira

Âmbar

Cobre, latão

Borracha

Enxofre

Celulóide

Borracha da Índia

-

Eletrização por contato: de um objeto carregado com um outro neutro

1. Se o objeto carregado for negativo, elétrons fluem para o objeto neutro fazendo-o adquirir carga negativa. Ainda que o objeto originalmente negativo perde um pouco de sua carga negativa, ele ainda é negativo. O objeto originalmente carregado e o objeto que foi eletrizado repelem-se mutuamente pois ambos têm a mesma carga.

1. Se o objeto carregado é positivo, é o objeto neutro que perde elétrons para o objeto carregado. Como o objeto neutro perde carga negativa, ele adquire uma carga positiva. O objeto originalmente carregado termina com um pouco menos carga positiva do que originalmente tinha. Os dois objetos repelem-se mutuamente por terem a mesma carga.

Eletrização por indução: não envolve contato entre os objetos

1. Devemos primeiramente induzir uma separação de carga usando o objeto carregado. Se um objeto negativamente carregado for colocado próximo a um condutor neutro, os elétrons deste serão repelidos pelo objeto negativamente carregado. Isso resulta numa separação de carga (“polarização”), com os elétrons separados tão longe quanto possível do objeto negativamente carregado

1. Neste ponto, o objeto ainda é neutro. Para carregá-lo precisamos criar uma passagem para as cargas negativas, aterrando o objeto, ou seja ligando-o à Terra por um fio condutor. Como os elétrons repelem-se mutuamente, eles irão fluir livremente para a Terra, deixando o objeto positivamente carregado. Este irá atrair (e ser atraído) pela carga negativa que induziu a separação de cargas.

1. Se considerarmos um objeto positivamente carregado colocado próximo a um condutor neutro, os elétrons deste serão atraídos