Partículas Carregadas

JARAGUÁ DO SUL

04/09/2014

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1 - As linhas do campo emanando de uma carga elétrica positiva sobre um plano condutor. 6

Figura 2 - Campo elétrico. 8

Figura 3 - Aplicando a Lei de Coulomb. 9

Figura 4 - Forças em um campo elétrico 10

Figura 5 - O gerador de Van der Graaff. 11

Figura 6 - Tubo de raios catódicos utilizado por Thomsom. 12

Figura 7 - Visão esquemática do aparelho de Thompson. 12

Figura 8 - Linhas do campo elétrico na região de deflexão. 14

Figura 9 - Flâmulas violeta. 17

Figura 10 - Flâmulas rosa. 17

Figura 11 - Espaço escuro farday. 18

Figura 12 - Crookes tubo escuro. 18

Figura 13 - Balança de Coulomb. 20

Figura 14 - Processo de impressão. 21

Figura 15 - Esquema de operação da impressão. 22

Figura 16 - Visão dos esguichos em uma cabeça de impressão de jato de bolhas térmico. 24

Figura 17 - Funcionamento das bolhas térmicas. 24

Figura 18 - Processo piezoelétrico. 25

Figura 19 - Funcionamento do forno microondas. 26

Figura 20 - Efeito do campo elétrico sobre as moléculas. 27

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO 4

2 MOVIMENTO DE PARTÍCULAS CARREGADAS EM UM CAMPO ELÉTRICO 5

2.1 DEFINIÇÃO DE CAMPO ELÉTRICO 8

2.1.1 Movimento em um campo elétrico 9

2.2 TUBO DE RAIOS CATÓDICOS 11

2.2.1 Propriedades dos Raios Catódicos 17

2.2.2 A hipótese do elétron 19

2.3 LEI DE COULOMB E A BALANÇA DE TORÇÃO 20

2.4 IMPRESSORA A LASER 21

2.4.1 Esquema de operação 22

2.5 IMPRESSORA JATO DE TINTA 23

2.5.1 Funcionamento do disparo do jato 23

2.5.1.1 Bolha térmica 23

2.5.1.2 Piezoelétrico 24

2.5 FORNO MICROONDAS 25

3 CONCLUSÃO 28

REFERÊNCIAS 29

1 INTRODUÇÃO

Neste trabalho, apresentamos uma proposta de ensino-aprendizagem que utiliza a compreensão de conceitos físicos, a partir do entendimento da construção desses conceitos, utilizando para tal os princípios da física. Entendemos que, analisando os conteúdos que deram origem a um conceito, com enfoque critico, o estudante terá uma melhor compreensão do conceito, pois, inicialmente compreenderá porque o conceito existe, e subseqüentemente aprenderá o funcionamento e aplicabilidade prática de tais conceitos.

Partindo dessa premissa, o estudo objetivará um levantamento bibliográfico referente ao conceito, aplicações e funcionamento do campo elétrico.

2 MOVIMENTO DE PARTÍCULAS CARREGADAS EM UM CAMPO ELÉTRICO

O conceito de campo foi introduzido por Michael Faraday ainda no século XIX, contudo sua adoção inicialmente como ferramenta matemática para o tratamento dos problemas correlatos tornou-se tão frutífera que hoje é praticamente impossível conceber-se um tratamento mais aprofundado em eletricidade, magnetismo ou eletromagnetismo sem que se lance mão do mesmo. As equações de Maxwell são todas escritas em função dos campos elétricos e magnéticos. Em termos do campo aqui pertinente, o campo eletrostático, sabe-se que toda carga elétrica cria no espaço que a contém um campo elétrico, e qualquer carga elétrica imersa em um campo que não o campo por ela mesmo criado encontrar-se-á solicitada por uma força elétrica em virtude do mesmo. O campo elétrico age entre dois corpos carregados de uma maneira similar à ação do campo gravitacional entre duas massas, e assim como este, estende-se até o infinito, exibindo contudo uma relação com o inverso do quadrado da distância, de forma que, se a distância aumentar, muito menor será seu efeito; e associado, muito menor será também a interação entre as cargas envolvidas. Embora as semelhanças sejam significativas, há entretanto uma importante diferença entre os campos eletrostáticos e os gravitacionais: a gravidade sempre implica atração entre as massas, contudo a interação entre um campo e a carga pode expressar atração ou repulsão entre as cargas elétricas. Como os grandes corpos massivos no universo, a exemplo os planetas ou estrelas, quase sempre não têm carga elétrica, os campos elétricos a estes devidos valem zero, de forma que a força gravitacional é de longe a força dominante ao considerarem-se dimensões astronômicas, mesmo sendo esta muito mais fraca do que a força elétrica. Os movimentos dos corpos celestes são devidos essencialmente à gravidade que geram e que neles agem.

Figura 1 - As linhas do campo emanando de uma carga elétrica positiva sobre um plano condutor.

O campo eletrostático geralmente varia no espaço, e o seu módulo em um dado ponto é definido como a força por unidade de carga elétrica (newtons por coulomb) que seria experimentada por uma carga elétrica puntual de valor negligenciável quando colocada no referido ponto. Esta carga elétrica hipotética, nomeada carga de prova, deve ser feita extremamente pequena a fim de se prevenir que o campo elétrico por ela criado venha a perturbar a distribuição de cargas responsável pelo campo o qual deseja-se determinar, e deve ser feita estacionária a fim de se prevenir eventuais