Apostila de Fsica 16 Eletrizao

1.0 Noes de Carga Eltrica

Prtons e eltrons possuem uma propriedade fsica chamada de carga eltrica inerente a algumas partculas elementares que permite entre elas surja uma fora de

interao eltrica:

Comportamentos eltricos opostos.

Prtons: carga eltrica positiva.

Eltrons: carga eltrica negativa.

OBS.: Nutrons no possuem carga eltrica.

Carrega-se um tomo retirando ou fornecendo eltrons ao mesmo.

tomo: Eletricamente neutro Nmero de prtons igual o nmero de eltrons.

Fora nuclear: fora no eltrica que mantm os prtons e nutrons unidos.

Carga eltrica que o corpo adquire: Q, medida em Coulomb (C).

1 Coulomb equivale 6,25 x 108 eltrons.

Q = n.|e|

n = nmero de eltrons.

|e| = mdulo da carga de eltrons (-1,6x10-19

C)

Submltiplo Smbolo Valor

Milicoulomb mC 10-3

C

Microcoulomb uC 10-6

C

Nanocoulomb nC 10-9

C

Picocoulomb pC 10-12

C

2.0 Eletrosttica

Estuda as propriedades e a ao mtua das cargas eltricas em repouso em relao a um sistema inercial de referncia.

Princpio de atrao e repulso:

Cargas eltricas iguais se repelem e cargas eltricas opostas se atraem.

Um corpo neutro sempre atrado por um corpo carregado.

Princpio de conservao das cargas eltricas:

Sistema eletricamente isolado No troca carga com o meio exterior.

Soma algbrica das quantidades de cargas positivas e negativas constante.

A quantidade de carga eltrica total de antes igual de depois.

Q1 + Q2 = Q1 + Q2 = CONSTANTE

3.0 Condutores e Isolantes

Isolantes ou dieltrons Conservam as cargas nas regies onde elas surgem.

Condutores As cargas se espalham imediatamente.

Blindagem eletrosttica Quando um corpo em equilbrio eletrosttico se carrega, as cargas iro parar na superfcie externa.

Poder das pontas As cargas eltricas tendem a se acumular nas pontas.

Eltrons livres: eltrons afastados no ncleo so mais fracamente ligados a ele Quando ligados a uma fora, abandonam o tomo.

Isolantes no possuem eltrons livres.

No existem condutores e isolantes perfeitos.

Ao ligar um condutor eletrizado Terra, ele perde a sua eletrizao.

Condutor de descarga Fio-terra.

4.0 Processos de Eletrizao

4.1 Eletrizao por Atrito

Ao atritarem-se corpos diferentes e neutros, ocorre transferncia de eltrons entre eles, de modo que um fica com excesso de eltrons e, o outro, com falta Corpos

eletrizados:

Cargas eltricas de sinais opostos.

Quantidades eltricas de mesmo valor absoluto.

4.1.1 Srie Triboeltrica

Substncias distribudas numa sequncia de acordo com o sinal da carga eltrica.

As substncias adquirem carga positiva quando atritadas com o seu sucessor.

As substncias adquirem carga negativa quando atritadas com o seu antecessor.

4.2 Eletrizao por Contato

Dois condutores B (eletrizado) e A (neutro) em contato A se eletriza com a carga de mesmo sinal que B.

Condutores de mesma forma e dimenses Aps contato, tero cargas iguais.

4.3 Eletrizao por Induo

Dois corpos A (eletrizado) e B (neutro) aproximados:

Ocorre separao de cargas no condutor B Induo eletrosttica (1):

Corpo A Induzido.

Corpo B Indutor.

Aps a induo, o corpo B volta ao seu estado inicial. Para deix-lo eletrizado deve-se fazer este procedimento:

Liga-se um fio-terra ao induzido na presena do indutor A Terra escoa cargas do induzido de mesmo sinal que o indutor (2).

Desfaz-se a ligao entre o induzido e o fio-terra na presena do indutor.

Afasta-se o indutor Os eltrons antes atrados pelo indutor espalham-se pelo corpo do induzido (3).

Concluso: Aps a atrao, o corpo induzido poder estar eletrizado com carga de sinal oposto ao do indutor ou poder estar neutro.

4.4 Resumo

Eletrizao Ocorre entre Aps eletrizao

Atrito 2 Corpos neutros. Corpos com mesma carga.

Sinais opostos.

Contato 1 corpo neutro e 1 corpo

eletrizado. Cargas de mesmo sinal.

Induo 1 corpo neutro e 1 corpo

eletrizado. Cargas de sinais opostos.

1

3

2

5.0 Eletroscpio

Equipamentos utilizados para identificar se existe carga.

Eletroscpio de folhas Identifica se existe carga e qual a potncia (pelo ngulo de abertura das folhas).

6.0 Tipos de Equilbrio

Estvel O corpo, ao ser retirado da posio de equilbrio, retorna de maneira espontnea a esta posio.

Instvel O corpo, ao ser retirado da posio de equilbrio, no retorna de maneira espontnea a esta posio.

Indiferente O corpo pode entrar em equilbrio em qualquer posio.

7.0 Lei de Coulomb

Carga eltrica puntiforme Corpos eletrizados cujas dimenses podem ser desprezadas em relao s distncias que os separam.

Lei de Coulomb:

Fe = Intensidade eltrica.

K = Constante eletrosttica do vcuo (9.109 Nm/C).

SI Coulomb (C).

As cargas eltricas so postas em mdulo porque os sinais s indicam se a fora de atrao ou repulso.