Eletrostatica. Cargas Elétricas

Eletrostática

• Cargas Elétricas

• Campo Elétrico

• Potencial Elétrico

• Corrente Elétrica

Cargas Elétricas

A matéria é formada de pequenas partículas, os átomos. Cada átomo, por sua vez, é constituído de partículas ainda menores, os prótons, os elétrons e os nêutrons. Os prótons e os nêutrons localizam-se na parte central do átomo, e formam o núcleo. Os elétrons giram em torno do núcleo na região denominada eletrosfera. Os prótons e os elétrons apresentam uma importante propriedade física, a carga elétrica. A carga elétrica do próton e a do elétron têm a mesma intensidade, mas sinais contrários. A carga do próton é positiva e a do elétron, negativa.

Num átomo não existe predominância de cargas elétricas; o número de prótons é igual ao número de elétrons. O átomo é um sistema eletricamente neutro. Entretanto quando ele perde ou ganha elétrons, fica eletrizado. Eletrizado positivamente quando perde elétrons e negativamente quando recebe elétrons.

Sendo a carga do elétron a menor quantidade de carga elétrica existente na natureza, ela foi tomada como carga padrão nas medidas de carga elétricas.

No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de medida de carga elétrica é o Coulomb (C).

A carga do elétron, quando tomada em módulo, é chamada de carga elementar e é representada por (e).

Carga elementar: 1,6.10-19 C

Carga do elétron: -1,6.10-19 C

Carga do próton: +1,6.10-19 C

 

Princípios da Eletrostática

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.

Condutores e isolantes

Condutores elétricos:

Meios materiais nos quais as cargas elétricas movimentam-se com facilidade.

Isolantes elétricos ou dielétricos:

Meios materiais nos quais as cargas elétricas não têm facilidade de movimentação.

 

Eletrização de um corpo

O processo de eletrização de um corpo é semelhante ao de um átomo. Se um corpo o número de prótons for igual ao número de elétrons, dizemos que ele está neutro. Quando um corpo apresenta uma falta ou um excesso de elétrons, ele adquire uma carga elétrica Q, que é sempre um número inteiro n de elétrons, de modo que:

sendo n um número inteiro.

Portanto, um corpo pode ser:

a) eletrizado positivamente: falta de elétrons Q = + n . e

b) eletrizado negativamente: excesso de elétrons Q = – n . e

Processos de Eletrização

A eletrização de um corpo inicialmente neutro pode ocorrer de três maneiras:

- Atrito

- Contato

- Indução

Atrito

Na eletrização por atrito, os dois corpos adquirem a mesma quantidade de cargas, porém de sinais contrários.

 

Contato

Os condutores adquirem cargas de mesmo sinal. Se os condutores tiverem mesma forma e mesmas dimensões, a carga final será igual para os dois e dada pela média aritmética das cargas iniciais.

Indução

A eletrização de um condutor neutro pode ocorrer por simples aproximação de um outro corpo eletrizado, sem que haja o contato entre eles.

No processo da indução eletrostática, o corpo induzido será eletrizado sempre com cargas de sinal contrário ao das cargas do indutor.