Carga Elétrica
A carga elétrica é uma das propriedades fundamentais da matéria
associada a algumas partículas elementares (partículas que constituem os
átomos como: prótons e elétrons).
Estrutura da Matéria
A matéria é formada de pequenas partículas, os átomos. Cada átomo, por
sua vez, é constituído de partículas ainda menores, no núcleo: os prótons
(positivos) e os nêutrons (sem carga); na eletrosfera: os elétrons
(negativos).
Um corpo apresenta-se eletricamente neutro quando o número total de
prótons e de elétrons está em equilíbrio na sua estrutura.
Medida da carga elétrica
O valor da carga elementar é
e = 1, 6.10-19 C
No estado normal, um corpo é neutro. Quando apresenta falta ou excesso
de elétrons, torna-se um corpo eletrizado, de modo que a carga elétrica Q
pode ser expressa como uma quantização, em múltiplos da carga
elementar, ou seja:
Q = n.e
onde n é o número de elétrons ou prótons em excesso no corpo eletrizado.
Um corpo pode estar:
Q = + n.e
· Eletrizado negativamente: excesso de elétrons à Q = - n.e
· Eletrizado positivamente: falta de elétrons à
É usual o emprego dos submúltiplos:
1 microcoulomb = 1µC = 10-6C
1 nanocoulomb = 1 nC = 10-9 C
1 picocoulomb = 1 pC = 10-12 C
Exemplo: Determine o número de elétrons existentes em uma carga de 1,0
C.
Princípios da eletrostática
Cargas elétricas de mesmo sinal se repelem e de sinais contrários se
atraem.
Num sistema eletricamente isolado, a soma das cargas elétricas é
constante.
QA + QB = QA' + QB'
Condutores de eletricidade
São os meios materiais nos quais há facilidade de movimento de cargas
elétricas, devido a presença de "elétrons livres". Ex: fio de cobre, alumínio,
etc.
Isolantes de eletricidade
São os meios materiais nos quais não há facilidade de movimento de
cargas elétricas. Ex: vidro, borracha, madeira seca, etc.
PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO:
1- ELETRIZAÇÃO POR ATRITO:
Os dois corpos ficam carregados com cargas iguais, porém de sinas
trocados.
2- ELETRIZAÇÃO POR CONTATO:
DURANTE
DEPOIS
Os corpos ficam eletrizados com cargas de mesmo sinal.
Exemplos:
1- Dispõe-se de três esferas metálicas idênticas e isoladas umas das outras.
Duas delas, A e B, estão neutras, enquanto a esfera C contém carga elétrica
Q. Faz-se a esfera C tocar primeiro a esfera A e depois a esfera B. No final
desse procedimento, qual a carga elétrica das esferas A, B e C,
respectivamente?
2- Duas esferas metálicas idênticas, E1 , inicialmente neutra e E2,
eletrizada com carga de 7,2.10-5C são colocadas em contato e em seguida
afastadas novamente uma da outra. Sendo a carga de um elétron igual a 1,6.10-19 C, determine o nº de elétrons que a esfera E2 recebeu da esfera E1.
3- ELETRIZAÇÃO POR INDUÇÃO:
Na indução eletrostática ocorre apenas uma separação entre algumas
cargas positivas e negativas do corpo.
No processo da indução eletrostática, o corpo induzido se eletrizará
sempre com cargas de sinal contrário às do condutor.
Exercícios
1. Na eletrosfera de um átomo de magnésio temos 12 elétrons. Qual a carga elétrica de sua
eletrosfera?
2. Na eletrosfera de um átomo de carbono temos 6 elétrons. Qual a carga elétrica de sua
eletrosfera?
3. Um corpo tem uma carga igual a -32. 10-6 C. Quantos elétrons há em excesso nele?
4. É dado um corpo eletrizado com carga + 6,4.10-6C. Determine o número de elétrons em falta
no corpo.
5. Quantos elétrons em excesso tem um corpo eletrizado com carga de -16.10-9 C?
Questões
6. Qual o erro na afirmação: "Uma caneta é considerada neutra eletricamente, pois não possui
nem cargas positivas nem cargas negativas"?
7. O que acontece quando se acrescentam elétrons em um ponto de um isolante? E de um
condutor?
8. Que tipo de carga elétrica se movimenta em um fio metálico?
9. O que são elétrons livres? Eles existem nos materiais condutores ou nos isolantes?
10. Quantos tipos de carga elétrica existem na natureza? Como se denominam?
11. Em que condições temos atração entre duas cargas elétricas? E em que condições elas se
repelem?
12. O que é ligação terra?