Força, Campo e Potencial Elétrico

SUMÁRIO

Força, Campo e Potencial Elétrico 2

1. Introdução 2

1.1 FORÇA ELETROSTÁTICA 2

1.2 CARGA ELÉTRICA 3

1.3 CAMPOS ELÉTRICOS 3

2. Algoritmo e Código dos Programas 3

2.1 CALCULO FORÇA ELETROSTÁTICA 4

2.2 CALCULO CAMPO ELÉTRICO 5

2.3 CALCULO DA ENERGIA POTENCIAL ELÉTRICA 5

3. Fotos dos Programas 7

3.1 CALCULO FORÇA ELETROSTÁTICA 7

3.2 CALCULO CAMPO ELÉTRICO 8

3.3 CALCULO ENERGIA POTENCIAL ELÉTRICA 9

 

Força, Campo e Potencial Elétrico

1. Introdução

1.1 Força Eletrostática

O estudo científico da eletrostática não é dividido em três partes como muita gente pensa: atrito, contato e indução. O fenômeno eletrostático mais antigo conhecido é o que ocorre com o âmbar amarelo no momento em que recebe o atrito e atrai corpos leves.

Tales de Mileto, no século VI a.C., já conhecia o fenômeno e procurava descrever o efeito da eletrostática no âmbar. Também os indianos da antiguidade aqueciam certos cristais que atraiam cinzas quentes atribuindo ao fenômeno causas sobrenaturais. O fenômeno porém, permaneceu através dos tempos apenas como curiosidade.

No século XVI, William Gilbert utilizou a palavra "eletricidade", esta derivada da palavra grega elektron que era o nome que os gregos davam ao âmbar. Gilbert reconheceu que a propriedade eletrostática não era restrita ao âmbar amarelo, mas que diversas outras substâncias também o manifestavam, entre estas diversas resinas, vidros, o enxofre, entre outros compostos sólidos. Através do fenômeno da eletrostática nos sólidos, observou-se a propriedade dos materiais isolantes e condutores.

Otto von Guericke inventou o primeiro dispositivo gerador de eletricidade estática. Esse era constituído de uma esfera giratória composta de enxofre com o qual foi conseguida a primeira centelha elétrica através de máquinas.

Em 1727, Stephen Gray notou que os condutores elétricos poderiam ser eletrizados desde que estivessem isolados. Charles Du Fay descobriu que existiam dois tipos de eletricidade, a vítrea, e a resinosa, a primeira positiva e a segunda negativa.

Petrus Van Musschenbroek em 1745 descobriu a condensação elétrica ao inventar a garrafa de Leyden, o primeiro capacitor, que permitiu aumentar os efeitos das centelhas elétricas. Garrafas de Leyden são usadas até os dias de hoje em Máquinas Eletrostáticas como a Máquina de Wimshurst.

Benjamin Franklin, com sua experiência sobre as descargas atmosféricas, demonstrou o poder das pontas inventando o pára-raios, porém foi Coulomb quem executou o primeiro estudo sistemático e quantitativo da estática demonstrando que as repulsões e atrações elétricas são inversamente proporcionais ao quadrado da distância, em 1785. Descobriu ainda o cientista, que a eletrização ocorrida nos condutores é superficial.

Os resultados obtidos por Coulomb foram retomados e estudados por Pierre Simon Laplace, Simeón-Denis Poisson, Biot, Carl Friederich Gauss e Michel Faraday.

Segundo o princípio da conservação da carga elétrica, num sistema eletricamente isolado é constante a soma algébrica das cargas elétricas. Já segundo o princípio da atração e repulsão de cargas, cargas de mesmos sinais se repelem e cargas de sinais opostos se atraem.

Para se medir a quantidade de carga de um corpo, usa-se:

Para calcular a intensidade da corrente elétrica, utiliza:

ou

1.2 Carga elétrica

Tudo bem, mas o que é exatamente carga elétrica? Bem, para falar a verdade, ninguém sabe... Carga elétrica se inclui entre o que chamamos em ciência de conceitos primitivos, entidades que podemos observar e cujas propriedades e comportamento podemos mensurar, mas não temos como defini-las exatamente. Uma das propriedades que podemos observar e mensurar nas cargas elétricas é a formação de campos elétricos.

1.3 Campos elétricos

Campos elétricos se comportam de modo análogo aos campos gravitacionais e magnéticos, uma vez que campos elétricos (assim como os outros campos citados) interagem entre si quando colocados próximos uns dos outros, produzindo forças.

Estas forças são as que produzem a atração entre um corpo carregado com carga positiva e outro com carga negativa, da mesma forma que a repulsão, se ambos forem negativos ou positivos.

2. Algoritmo e Código dos Programas

Adotamos o algoritmo diretamente na programação, ou seja, não utilizamos nenhuma linguagem especifica de algoritmo para a construção do mesmo.

2.1 Calculo Força Eletrostática

main ()

{

float E, F, q,resultado;

int cont;

printf ("*** Programa para Calculo do Campo Eletrico ***\n");

printf ("\n\nInsira o valor da carga F: ");

scanf ("%e", &F);

printf ("\nInsira o valor da carga q: ");

scanf ("%e", &q);

resultado = F/q;

printf ("O resultado e: %.2e", resultado);

printf ("\n\nDigite 1 para realizar outro calculo ou 0 para finalizar: ");

scanf ("%d", &cont);

while (cont==1){

system ("cls");

printf ("*** Programa para Calculo do Campo Eletrico ***\n");

printf ("\n\nInsira o valor da carga F: ");

scanf