ATPS ELETRICIDADE ELETRONICA - ETAPAS 1 E 2

Relatório Parcial 1 – Campo, Potencial e Diferença de Potencial.

• De que se constituem as cargas elétricas?

A carga elétrica é uma propriedade que está intimamente associada a certas partículas elementares que formam o átomo (prótons e elétrons). O modelo do sistema planetário é o modelo simples mais adotado para explicar como tais partículas se distribuem no átomo. De acordo com o modelo planetário, os prótons e nêutrons localizam-se no núcleo, já os elétrons estão em uma região denominada eletrosfera.

Através de experiências foi possível mostrar que prótons e elétrons têm comportamentos elétricos opostos. Por isso, convencionou-se que há duas espécies de cargas elétricas: a positiva, que tem comportamento igual ao do próton; e a negativa, que se comporta como a carga elétrica do nêutron. Os nêutrons não apresentam a citada propriedade física, isto é, os nêutrons não possuem carga elétrica.

No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade de carga elétrica é o coulomb (C). O próton e o elétron, em módulo, possuem a mesma quantidade de carga elétrica. O valor da carga do próton e do elétron é denominado quantidade de carga elementar (e) e possui o valor de:

e=1,6 .10-19 C

Como 1 C é uma quantidade de carga elétrica muito grande, é comum a utilização dos seus submúltiplos:

1 mC (milicoulomb)= 10-3 C

1 μC (microcoulomb)= 10-6 C

1 nC (nanocoulomb)= 10-9 C

A quantidade de carga elétrica total (Q) será sempre um múltiplo inteiro (n) vezes o valor da carga elementar (e). Essa quantidade de carga pode ser determinada através da seguinte expressão:

Q=n . e

Geralmente quando um corpo qualquer apresenta o número de prótons igual ao de elétrons dizemos que esse corpo está eletricamente neutro, ou seja, o corpo possui carga total igual a zero. Portanto, quando o corpo apresenta número de prótons diferente do número de elétrons, dizemos que o corpo se encontra eletrizado, ou seja, o corpo apresenta carga elétrica diferente de zero.

Dessa forma, um corpo estará eletrizado quando perde ou recebe elétrons.

Em todos os experimentos realizados até o momento, verifica-se que, em sistemas isolados, a quantidade de carga elétrica permanece constante. Essa lei é chamada de conservação da quantidade de carga elétrica. Portanto, podemos dizer que a carga elétrica não é criada e não se perde, ela apenas se transfere de um corpo para outro.

• Sobre o que trata a Lei de Coulomb? Dê um exemplo para ilustrar sua resposta.

Essa lei estabelece que "a força de atração ou repulsão entre dois corpos carregados é diretamente proporcional ao produto de suas cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância".2 Pela lei de Coulomb, duas cargas elétricas pontuais de 1 coulomb separadas de um metro exercem uma sobre a outra uma força de 9 × 109 N, isto é, aproximadamente o peso de 900 000 toneladas. O coulomb é, portanto, uma unidade de ordem de grandeza elevada para exprimir quantidades de cargas estáticas e utilizam-se geralmente seus sub-múltiplos microcoulomb (μC) ounanocoulomb (nC).

Outras unidades de medida de carga elétrica, usadas em situações especiais, são:

Carga elementar (e);

Ampère-hora (Ah);

Abcoulomb (AbC);

Statcoulomb