Linhas De Força

1 INTRODUÇÃO O experimento realizado é caracterizado pela eletrostática, um ramo da física que estuda o comportamento e as propriedades de cargas elétricas em repouso, os fenômenos do equilíbrio da eletricidade nos corpos que se torna de alguma forma eletrizada. A eletrostática é dividida em três partes do estudo científico. São eles: 1- Eletrização por atrito: Tem-se a

eletrização por atrito quando se atrita dois corpos carregados com a mesma quantidade de cargas, porem de sinais contrários; 2- Eletrização por contato: Quando dois corpos condutores entram em contato, sendo um neutro e outro carregado, ambos ficam carregados com cargas de mesmo sinal. 3- Eletrização por indução: A indução ocorre quando se tem um corpo que este inicialmente eletrizado e é colocado próximo a um corpo neutro. Com isso, a configuração das cargas do corpo neutro se modifica de forma que as cargas de sinal contrário tendem a se aproximar do mesmo. Porém, as de sinais contrários tendem a ficar o mais afastado possível. Ou seja, na indução ocorre a separação entre algumas cargas positivas e negativas do corpo neutro ou corpo induzido. 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.

2 Tales de Mileto, no século VII 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. 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, este

era constituído de uma esfera giratória composta de enxofre com o qual foi conseguida a primeira centelha elétrica através de máquinas. Gray, em 1727 notou que os condutores elétricos poderiam ser eletrizados desde que estivessem isolados. 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 Leyde, que permitiu aumentar os efeitos das centelhas elétricas. Franklin em 1785 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. Descobriu ainda o cientista, que a eletrização ocorrida nos condutores é superficial. Os resultados obtidos por Coulomb foram retomados e estudados por Laplace, Poisson, Biot, Gauss e Faraday. Gerador de Van de Graaff: O físico norte americano Robert Van de Graaff (1901- 1967), constriu em 1931 um grande gerador eletrostático que gerava enormes diferenças de potencial, capazes de acelerar de maneira muito eficaz as partículas constituintes da matéria. O gerador de Van de Graaff consta de um condutor esférico metálico, cuja superfície externa acumulam-se cargas elétricas. Para que elas não escoem, o condutor é sustentado por suportes isolantes. A eletrização ocorre da seguinte maneira: uma correia de borracha

movimenta-se entre duas polias, acionada por um motor. Enquanto se movimenta, ela se atrita. Com isso, a correia se eletriza com carga de determinado sinal (por hipótese, positiva). Quando essa carga chega à parte superior, ela induz uma lâmina metálica, de modo que, na sua ponta, desenvolve-se carga negativa (de sinal contrário à que apareceu na correia) que se escoa e, na sua base, desenvolve-se carga positiva, que vai se distribuir na parte externa do condutor. Quando a borracha se atrita, o gerador pode armazenar carga negativa ou carga positiva. Geradores de Van de Graaff de grande porte, que armazenam grandes quantidades de eletricidade e geram descargas elétricas de enormes proporções, costuma ser utilizados em aceleradores de partículas.

Campo Elétrico - Linha de Força ou Linha de Fluxo - Um campo elétrico é o campo de força provocada por cargas elétricas (eletrons, protons ou íons) ou por um sistema de cargas. Cargas elétricas num campo elétrico estão sujeitas a uma força elétrica. A fórmula do campo elétrico é dada pela relação entre a força elétrica F e a carga de prova q:

3

No SI,

.

Esta equação nos permite determinar a intensidade do campo elétrico em qualquer outro ponto. De maneira geral, o valor de E será diferente para cada um desses pontos. Observe que, de E = F/q obtemos: F = q.E, isto é, se conhecermos a intensidade, E, do campo elétrico em um ponto, poderemos calcular, usando a expressão anterior, o módulo da força que atua em uma carga qualquer, q, colocada naquele ponto. A direção e o sentido do vetor campo elétrico

em um ponto são, por definição, dados pela direção e sentido da força que atua em uma carga de prova positiva colocada no ponto. As linhas imaginárias que mostram a atuação do campo elétrico são chamadas linhas de forças e tem as seguintes propriedades: • Uma tangente à linha de força em um determinado ponto indica a direção do vetor E neste ponto. • O número de linhas por unidade de área é proporcional ao módulo do vetor E. Isto significa que as linhas são mais próximas entre si onde E é maior e mais afastadas onde E é menor.

Potencial Elétrico – Superfície Equipotencial