Primeiros conceitos

Prof. Vitor Dias

FÍSICA

ELETROSTÁTICA

INTRODUÇÃO

• O termo eletricidade origina-se do termo

elektron, nome grego do âmbar.

• Em meados de VI a.C.,Tales de Mileto, filósofo

e matemático grego, após ter atritado um

pedaço de âmbar (resina fossilizada) com pele

de animal, verificou que o 1º passou a atrair

objetos leves como uma pena.

• No século XVI, o inglês William Gilbert

verificou que além do âmbar, diversas

substâncias se eletrizavam ao ser atritada, ele

chamou esses materiais de elétricos.

• Em 1660, o cientista Otto Von Guericke (1602-

1686) inventou a primeira máquina

eletrostática.

• Otto fez várias experiências com objetos, e

descobriu que alguns materiais eletrizados pela

máquina podiam repelir outros objetos.

• No século XVIII, o cientista inglês Stephen

Gray (1670-1736), após inúmeras experiências

e conceitos, criou a distinção entre os corpos

que conduziam corrente elétrica (condutores) e

os que não conduziam (isolantes).

• Charles François Dufay (1968-1739), notou

que os corpos poderiam ser eletrizados com

cargas diferentes.

• Em 1747, a idéia de carga positiva e negativa é

introduzida por Benjamin Franklin (1706-1790).

Carga elétrica

• É uma propriedade ligada à natureza de um

corpo responsável pela interação elétrica

entre os corpos, ou seja, de atração e

repulsão.

Carga elementar

• É o termo que era utilizado para qualificar uma carga que

não poderia ser mais dividida (menor carga elétrica

encontrada na natureza).

• Sendo a carga do elétron a menor quantidade de carga

elétrica existente na natureza, ela foi tomada como carga

padrão nas medidas de carga elétricas.

• No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de

medida de carga elétrica é o Coulomb (C).

• Simbolicamente representada pela letra e.

• carga elementar: e = 1,6.10 - 19 C

• carga do elétron: - 1,6.10 - 19 C

• carga do próton: + 1,6.10 - 19 C

Princípios da Eletrostática

• Princípio da Atração e Repulsão

FF + +

FF --Duas partículas com cargas elétricas do mesmo sinal se

repelem mutuamente

• Duas partículas com cargas elétricas de

sinais contrários se atraem mutuamente.

FF+ -

“Num sistema eletricamente isolado, a

soma das cargas elétricas positivas e

negativas é constante, mesmo que haja

transferência de carga de um corpo

para outro.”

- Princípio da conservação de cargas elétricas

Lei de Coloumb

• Em 1785, Charles Augustin

Coulomb (1736-1806) fez uma

série de medidas.

• Mediu as forças elétricas entre

duas pequenas esferas

carregadas.

• Ele descobriu que a força

dependia do valor das cargas e da

distância entre elas.

d

FF + +

d

FF+ -

d

FF --Q1

Q1

Q1 Q2

Q2

Q2

F =K.Q Q1.

d2

2

Podemos determinar a carga de

um corpo por meio de:

Q = n. e

Onde:

Q = carga elétrica (C )

n = número de elétrons ou prótons.

e = carga elementar

Eletrização de um corpo

• Quando há um desequilíbrio entre o

número de elétrons e o número de

prótons, o corpo está eletrizado.

Para que um corpo esteja carregado positivamente,

é necessário que seus prótons estejam em maior

número que os seus elétrons.

Para que um corpo esteja carregado negativamente

é necessário que os seus elétrons estejam em maior

número que seus prótons.

+ +

+

+ +

+

+

Para que um corpo seja considerado neutro, seu

número elétrons deve ser igual ao seu número de

prótons.

CONDUTORES

• São as substâncias nas quais os ELÉTRONS

se locomovem com facilidade por estarem

fracamente ligados aos átomos.

• Tem maior facilidade em conduzir a eletricidade.

ISOLANTES

• Os elétrons estão ligados fortemente ao

átomo, o que dificulta sua livre

movimentação.

• São materiais que não transmitem a energia

elétrica com facilidade ou nem transmitem.

Processos de eletrização de

um corpo

Atrito• Foi o primeiro processo de eletrização

conhecido.

• Quando duas substâncias de naturezas

diferentes são atritadas, ambas se

eletrizam.

• No início os corpos estão neutros.

• No final os corpos ficam carregados com a

mesma quantidade de cargas, porém de

sinais contrários.

Série Triboelétrica

• Para determinar que tipo de carga (positiva ounegativa) um corpo ficará após ter passado porum processo de eletrização por atrito.

• É uma lista onde encontramos alguns materiaisem ordem que obedece à propriedade de doarou receber elétrons.

• Quando a eletrização ocorre por atrito, oscorpos envolvidos estão inicialmente neutros,porém, no final do processo, adquirem cargascom sinais opostos.

Ex: Lã – tendência de

doar elétrons para quem

está abaixo dele na

lista.

Se atritarmos lã e cobre,

o cobre ficará carregado

negativamente e a lã

positivamente.

Contato

• Quando um corpo neutro é colocado em contatocom um corpo eletrizado, por meio de um fiocondutor, o corpo neutro se eletriza.

• No inicio pelo menos um deles deve estarcarregado.

• No final , os corpos envolvidos possuem a mesmacarga e de mesmo sinal.

Indução

Quando um corpo neutro é colocado próximo

de um corpo eletrizado, sem que haja contato

entre eles, o corpo neutro se eletriza. Esse

fenômeno é chamado indução eletrostática.

Os raios

Os raios

• Uma nuvem pode ser eletrizar a partir das

colisões entre as partículas que a constitui.

• Experiências realizadas com balões

mostram que as nuvens de tempestades

(responsáveis pelos raios) apresentam,

geralmente, cargas elétricas positivas na

parte superior e negativas na inferior.

• Ao passar nas proximidades da superfície

terrestre, a nuvem induz cargas de sinal

contrário.

Os raios

• Ao passar nas proximidades da superfície

terrestre, a nuvem induz cargas de sinal

contrário.

O raio – ou descarga

elétrica – é constituído

de elétrons que, neste

caso, são transferidos

da nuvem para a

superfície terrestre.

Os raios

Descarga elétrica da nuvem para o solo