Campo Elétrico

Por: Alex Farias

No estudo da gravitação universal, vimos que todo corpo massivo cria ao seu redor uma região de influência, ao qual denominamos de campo gravitacional. Assim ao colocarmos, outro corpo massivo nessa região existe uma interação, a qual chamamos de força gravitacional. Podemos fazer, uma analogia, para o campo elétrico. Um objeto carregado eletricamente criará em suas proximidades uma região de influências, onde haverá interação elétrica a qual chamamos de campo elétrico. O campo elétrico só será observado, quando colocarmos um corpo de prova  nessa região e ele for afetado com interações elétricas. Campo elétrico é um vetor e como tal possui um módulo, uma direção e o sentido. Para cargas positivas o campo elétrico  tem sentido de afastamento, já para cargas negativas o sentido do campo é o de aproximação. A intensidade do campo elétrico é proporcional a força e inversamente proporcional a distância, podendo ser calculada utilizando a fórmula, a seguir:   Assim, temos que a força elétrica é dada por:       Substituindo o valor de F, na primeira equação, obtemos: No SI, o valor da constante eletrostática é: K = 9,0 . 109 N.m2\C2

3º ano

Lei de Coulomb

Por: Alex Farias

A interação entre cargas elétricas foi verificada, experimentalmente, pelo físico francês Charles August de Coulomb em 1873, através de seu famoso experimento: A balança de torção. Coulomb, utilizou a balança de torção para calcular a força elétrica entre cargas elétricas.	Fonte: Nerdyard
Após as observações, Charles concluiu que essa força pode ser calculada de forma análoga a força gravitacional.  Sendo proporcional ao valor das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância, que separa as separa, havendo também a necessidade de introduzirmos uma constante eletrostática, podendo ser calculada através da equação abaixo:
F → Força elétrica (N) K → Constante eletrostática N.m2/C2 Q1 e Q2  → Carga elétrica (C) d  → distância (m)
O valor da constante elétrica para cargas situadas no vácuo, é K0 = 9 . 10 9N.m2/C2
3º ano

Processos de eletrização

Por:Alex Farias

Fonte: Phet

Existem três formas pela qual um corpo inicialmente neutro, pode se tornar eletrizado. Atrito; Contato; Indução;

A eletrização por atrito acontece quando pegamos dois corpos inicialmente neutros e friccionamos um com o outro, o que faz com que eles fiquem eletrizados com cargas de mesmo valor absoluto, mas com sinais contrários. Isso ocorre por que com o atrito elétrons são arrancados de um do corpo, sendo integrados no outro corpo. Fonte : Cola da Web A seda, por exemplo, tem maior afinidade por elétrons do que o vidro, dessa forma ao atritarmos o vidro e a seda, o vidro ficará positivo e a seda negativa.

A eletrização por contato ocorre entre dois condutores elétricos, estando um inicialmente neutro, e outro carregado, nesse processo aproxima-se o condutor carregado até que os dois entrem em contato, após o contato há passagem de elétrons do corpo carregado para o corpo neutro, até que os dois estejam em equilíbrio eletrostático, ao final quando separamos os dois condutores, estes terão o mesmo tipo de carga, ou seja cargas de mesmo sinal.

O terceiro processo de eletrização é chamado de indução, acontece quando aproximamos um corpo eletrizado, de um segundo corpo inicialmente em seu equilíbrio eletrostático,  e ocorre uma reorientação dos portadores de carga através da separação das cargas positivas e negativas no interior do corpo. Fonte: Física e vestibular Quando aproximamos uma esfera carregada positivamente de uma segunda esfera neutra, haverá uma separação das cargas em seu interior, no entanto está ainda continua com o mesmo número de cargas positivas e negativas, e se tornará  eletrizada após colocarmos um fio condutor ligado a terra. O que ocorre é que elétrons são conduzidos para a segunda esfera para neutralizar a parte negativa da esfera. Ao retirarmos o fio condutor a segunda esfera estará com mais cargas negativas, ou seja eletrizada negativamente. Chamamos o corpo eletrizado inicialmente de indutor e o segundo de induzido.

Condutores e isolantes

Por: Alex Farias

Na natureza encontramos materiais com diferentes propriedades, os quais podem ser classificados de acordo com suas características, considerando o estudo da eletricidade, encontramos os que não oferecem dificuldade a passagem da carga elétrica e os que oferecem resistência a ela sendo classificados em condutores e isolantes. Condutores elétricos: Possuem grande quantidade de portadores de carga elétrica facilmente movimentáveis. elétrons livres íons positivos e negativos íons e elétrons livres Isolantes elétricos: Não possuem quantidade significativa de portadores de carga elétrica, que se movimentam facilmente: vidro, plásticos, mica, porcelana, seda, são alguns exemplos de materiais isolantes Fonte Simulação: Phet

Princípio da atração e repulsão

Por: Alex Farias

A partir da observação de experimentos práticos, é possível verificar que: Corpos eletrizados com cargas do mesmo tipo, tendem a se afastar: Corpos eletrizados com cargas de sinais contrários se atraem. Esse princípio  e suas consequências só pode ser observado experimentalmente, apresentando-se, conforme o diagrama abaixo : 3º ano

Cargas Elétricas

Por: Alex Farias

A eletricidade estuda os todos os fenômenos relacionados com  as  propriedades da carga elétrica. Seu estudo costuma ser dividido em: Eletrostática; Eletrodinâmica; Eletromagnetismo.

Carga elétrica É uma propriedade fundamental da matéria. Como sabemos, a matéria é formada por átomos, que são formados por partículas ainda menores, dentre elas, para efeitos didáticos nos interessam especialmente, os prótons, elétrons e os nêutrons. Fonte: Protons and Neutrons Entre essas partículas pode haver força de atração ou repulsão, oque nos leva a conclusão que existem dois tipos de carga elétrica, denominadas, por convenção: positiva e negativa. Consideramos que: Os prótons possuem carga elétrica positiva     Os elétrons cargas elétricas  negativas   Já os nêutrons não possuem carga elétrica. Fonte: Pic No SI (Sistema Internacional de Unidades) a unidade para carga elétrica é o Coulomb, cujo símbolo é o C. Sempre a carga elétrica, aparece na natureza como múltiplos inteiros de uma pequena carga elementar, representada pela letra e, sendo seu valor: e = 1,6 . 10 -19 C. Consideramos a carga elétrica do próton, sendo: qpróton = + 1,6 . 10 -19 C Consideramos a carga elétrica do elétron, sendo: eelétron, = - 1,6 . 10 -19 C