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Cargas ElétricasNum átomo não existe predominância de cargas elétricas; o número de prótons é igual ao número de elétrons. Entretanto quando ele perde ou ganha elétrons, fica eletrizado.
A carga do elétron, quando tomada em módulo, é chamada de carga elementar e é representada por e.
carga elementar: 1,6.10 - 19 Ccarga do elétron: - 1,6.10 - 19 Ccarga do próton: + 1,6.10 - 19 C
Condutores e isolantesCondutores elétricos
Meios materiais nos quais as cargas elétricas movimentam-se com facilidade.
Isolantes elétricos ou dielétricos
Meios materiais nos quais as cargas elétricas não têm facilidade de movimentação.
Eletrização de um corpoQuando um corpo apresenta uma falta ou um excesso
de elétrons, ele adquire uma carga elétrica Q, que é sempre um número inteiro n de elétrons, de modo que:
, sendo n um numero inteiro.
Portanto, um corpo pode ser: a) eletrizado positivamente: falta de elétrons Q = + n . e b) eletrizado negativamente: excesso de elétrons Q = – n . e
enQ .
Processos de Eletrização
A eletrização de um corpo inicialmente neutro pode ocorrer de três maneiras:
• - Atrito• - Contato• - Indução
AtritoNa eletrização por atrito, os dois
corpos adquirem a mesma quantidade de cargas, porém de sinais contrários.
Contato Os condutores adquirem cargas de
mesmo sinal. Se os condutores tiverem mesma forma e mesmas dimensões, a carga final será igual para os dois e dada pela média aritmética das cargas iniciais.
InduçãoA eletrização de um condutor
neutro pode ocorrer por simples aproximação de um outro corpo eletrizado, sem que haja o contato entre eles.
No processo da indução eletrostática, o corpo induzido será eletrizado sempre com cargas de sinal contrário ao das cargas do indutor.
F
PRINCÍPIO ELETROSTÁTICO
FF + +
F+ -
FF --
PRÍNCIPIO DE ATRAÇÃO E REPULSÃO
Cargas elétricas de mesmo sinal se repelem e as de sinais
opostos se atraem
Carga elétrica não se cria, não se perde, apenas se transfere
PRÍNCIPIO DE CONSERVAÇÃO DA CARGA ELÉTRICA
Num sistema eletricamente isolado, a soma das cargas
elétricas é constante.
+
ANTES DO
CONTATO
-Q1= 3QQ2= -5Q
++ --Q1
! Q2!
+Q1 Q2 = Q1! Q2
!+DEPOIS
DO CONTATO
Q1 Q2= Q1! Q2
! += 3Q+(-5Q)= 2= = -2Q
2-Q
Q1! Q2
!= -Q= 2
Lei de Coulomb
• Charles Coulomb mediu as forças eléctricas entre duas pequenas esferas carregadas
• Ele descobriu que a força dependia do valor das cargas e da distância entre elas
dFF + +
d
FF+ -
dFF --
LEI DE COULOMB
Q1
Q1
Q1 Q2
Q2
Q2
z
F=Q Q1. 2
1d2
K
F =K .Q Q1.
d22
K=Constate eletrostática
F =K .Q Q1. 21d2
19
F =K .Q Q1.
d22d
+ + 1
Q1 Q2
2d+ +
Q1 Q2
3d+ +
Q1 Q 2
F = K .Q Q1.
d 22
F= K .Q Q1.
d 23
14
F =2 F =31/4F1 1/9F1
d+ +
Q1 Q2
F = K .Q Q1.
d 21
d/2+ +
Q1 Q2
F =4.K .Q Q1.
d 22
F =9.K .Q Q1.
d22
d/3+ +
3
Q1 Q2
F =2 F =34F1 9F1
F =K .Q Q1.
d22d
+ + 1
Q1 Q2
F =2K .Q Q1.
d 22
F =3K .Q Q1.
d 23
d+ +Q1 2Q 2
d+ +Q1 3Q 2
2
2
F =2 F =32F1 3F1
FF + +
Campo elétrico
TRABALHO DA FORÇA ELÉTICA
< 0
> 0
> 0F
SENTIDO NATURAL DO DESLOCMENTO
+ +qQ >
0 FSENTIDO NATURAL DO FORÇADO
>0
<0
A
=
B
A B C=
C
O Trabalho não depende da trajetória.
QF
A BdA dABAB = F.d AB
AB=q.K Q.(1 – 1)
dA dB
q
QF
A BdA dAB
A =q.K Q.(1 – 1)
dA dB
q
∞
∞
A =q.K .Q
dA∞
0
Podemos afirmar que esse é o maior trabalho da força elétrica, para deslocar uma carga do ponto A até o infinito
ENERGIA PONTENCIAL ELÉTRICA
A =q.K Q.(1 – 1 )dA dB
∞ A =q.K .Q
dA∞
0
A =∞ BEPAEP -
A =∞ AEP AEP =q.K .Q dA
Sendo EpB = 0 por considerar o infinito como referencial 0
POTENCIAL ELÉTRICOA grandeza escalar potencial
elétrico é definida como a energia potencial elétrica por unidade de
carga.Colocando-se uma carga q num ponto A de um campo elétrico de uma carga
puntiforme Q, adquire uma energia potencial elétrica EpA. A relação
potencial, energia potencial elétrica e carga é:
AEP
q
AV =
AEP
q
AV =
AEP =q.K .Q dA
=
q.K .Q dA K .Q
q
=dA
AV=K .Q dA
1 volt1coulomb
1 joule = =1V
POTENCIAL DE VÁRIAS CARGAS
Q3
VP=
Pd1
d3
d2
Q1
Q2
V1 +V2 + V3
O POTENCIAL NUMA REGIÃO SOBRE A INFLUÊNCIA DE VÁRIOS CAMPOS É A SOMA DOS POTENCIAIS ELÉTRICOS GERADO POR ESSES CAMPOS
DIFERENÇA DE POTENCIAL (U)
F
A BdAB
Q q
A =B BEPAEP -
=AEP q.VA
=BEP q.VB{
A =B q.VA - q.VB
A =B q.(VA -VB)
DIFERENÇA DE POTENCIAL (U)
A =B q.(VA -VB)
UAB
{É chamado de diferença de potencial elétrica entre os pontos A e B (ddp) ou tensão elétrica entre os pontos A e B.
= qABU
VARIAÇÃO DO POTENCIAL AO LONGO DE UMA LINHA DE FORÇAQ+
A B C
V=K .Q d
Como dA<dB <dc, temos: VA >VB >VC
Percorrendo uma linha uma linha de força no seu sentido, encontramos sempre pontos de menor potencial.
A B C VA >VB >VC
VARIAÇÃO DO POTENCIAL AO LONGO DE UMA LINHA DE FORÇAQ- A B C
V=K .Q d
Como dA < dB < dc, temos: VA > VB > VC
Percorrendo uma linha de força no seu sentido, encontramos sempre pontos de menor potencial.
A B C VA > VB > VC
DIFERENÇA DE POTENCIAL NUM CAMPO ELÉTRICO UNIFORME
VA VB
EF
q
d
A =B q.(VA -VB)
UAB
{
A =B q.E.d
= q.E.dq.(VA -VB)
UAB= E.d
SUPEFÍCIE EQUIPOTENCIAL
Numa superfície equipotencial as linhas de força são sempre
perpendiculares às superfícies equipotenciais.
VAVB
VBVA
R
R
d P
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