Eletromagnetismo

Fisica III, Eletromagnetismo

Toda matéria que conhecemos é formada por molécula. Esta, por sua vez, é formada de átomos, que são compostos por três tipos de partículas elementares: prótons, nêutrons e elétrons.

Os átomos são formados por um núcleo, onde ficam os prótons e nêutrons e uma eletrosfera, onde os elétrons permanecem, em órbita.

Os prótons e nêutrons tem massa praticamente igual, mas os elétrons têm massa milhares de vezes menores.

Os prótons são partículas com cargas positivas, os elétrons tem carga negativa e os nêutrons tem carga neutra.

Um próton e um elétron têm valores de cargas elétricas iguais, embora tenham sinais opostos. O valor da carga de um próton ou um elétron é chamado de carga elementar e simbolizado por “℮”.

A unidade de medida adotada internacionalmente para a medida de cargas elétricas é o coulomb (C).

A carga elétrica elementar é a menor quantidade de carga encontrada na natureza, foi determinada pelo americano Robert Millikan e vale:

Os termos “positivos” e “negativos” para os dois tipos de carga foram escolhidos arbitrariamente por Benjamin Franklin. Ele identificou as cargas positivas e negativas e demonstrou que os raios são um fenômeno de natureza elétrica.

Franklin tornou esta teoria inesquecível através da experiência extremamente perigosa de fazer voar uma pipa durante uma tempestade, em 1 de outubro de 1752.

A unidade coulomb é definida partindo-se do conhecimento de densidades de corrente elétrica, medida em ampere (A), já que suas unidades são interdependentes.

Um coulomb é definido como a quantidade de carga elétrica que atravessa em um segundo, a secção transversal de um condutor percorrido por uma corrente igual a 1 ampere.

A carga elétrica é uma propriedade intrínseca das partículas fundamentais de que é feita a matéria; em outras palavras é uma propriedade associada á própria existência das partículas.

Cargas elétricas com sinais opostos se atraem e sinas iguais se repelem.

Exercícios

Qual é o sinal das cargas elétricas dos corpos “B” e “C”, sabendo-se que o corpo “A” esta eletrizado positivamente?

Uma esfera apresenta uma carga elétrica negativa de -3,2 〖x10〗^(-15)C.

Ela está com excesso ou falta de elétrons?

Calcule a quantidade de elétrons (excesso ou falta).

Supondo agora que a esfera apresente uma carga elétrica positiva de +16〖x10〗^(-15)C.

Podemos classificar os materiais de acordo com a facilidade com a qual as cargas elétricas se movem em seu interior. Os condutores são materiais nos quais as cargas elétricas se movem com facilidade, como os metais, corpo humano e água da torneira.

Os nãos condutores (isolantes) são materiais nos quais as cargas não podem se mover, como os plásticos, borrachas, vidro e água destilada.

O que são materiais semicondutores e supercondutores?

A supercondutividade é uma propriedade física que certos materiais apresentam quando são esfriados a temperaturas extremamente baixas, podendo conduzir corrente elétrica sem resistências e nem perdas de energia. Esse fenômeno foi descoberto em 1911 pelo físico holandês Heike Kamerlimgh-Onnes, quando observou que a resistência elétrica do mercúrio desaparecia ao ser resfriado a 4k, o que corresponde a -269,15ºC, dessa forma, ele acabava de tornar o mercúrio um material supercondutor.

Os semicondutores, como o silício e o germânio, possuem propriedades elétricas intermediarias entre as dos condutores e não condutores. Aplicados principalmente na Eletrônica.

Quando estabelecemos um caminho entre o objeto e a terra, constituído unicamente por materiais condutores, dizemos que o objeto esta aterrado.

Quando a carga de um objeto é neutralizada pela eliminação do excesso de cargas positivas ou negativas através da terra, dizemos que o objeto foi descarregado.

Exercício

Calcule o valor da carga elétrica das esferas “A” e “B” nas situações abaixo:

A Lei de Coulomb é uma lei da física que descreve a interação eletrostática entre partículas eletricamente carregadas.

A Lei de Coulomb é a lei que permite calcular a força exercida por partículas carregadas.

Duas partículas exercem forças uma sobre a outra. Se as cargas das partículas tem o mesmo sinal, as partículas se repelem. Caso contrario se as cargas das partículas tem sinais opostos, elas se atraem.

Essa força de repulsão ou atração associada á carga elétrica dos objetos é chamada de Forças eletrostáticas.

A Lei de Coulomb resistiu a todos os testes experimentais;

A lei é válida no interior dos átomos, onde descreve corretamente a força de atração entre o núcleo positivo e os elétrons negativos;

A lei de Coulomb também explica corretamente as forças que unem os átomos para formarem moléculas e para formarem os sólidos e líquidos.

Exercícios

1)Calcule a intensidade da força elétrica de repulsão entre duas cargas puntiformes (que tem dimensões e massas irrelevantes) 3x〖10〗^(-5 )C e 5x〖10〗^(-6)C que se encontram no vácuo, separados por uma distancia