ELETROSTÁTICA
COLÉGIO – MV
Profª Adriana
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 (16021686) inventou a primeira máquina eletrostática
(p.196).
• 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.
Existem partículas menores que os prótons e nêutrons.
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
F
+
+
F
F
- -
F
Duas partículas com cargas elétricas do mesmo sinal se
repelem mutuamente
• Duas partículas com cargas elétricas de
sinais contrários se atraem mutuamente.
+
F
F
-
- Princípio da conservação de cargas elétricas
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.
+
-
Q1
Q2
+
+
!
1
Q
Q1+Q 2 = Q1!
ANTES
DO
CONTATO
+Q
DEPOIS
DO
CONTATO
!
2
!
2
Q
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.
Q1
F +
Q2
d
Q1
F
F
+
- -
Q2
F
d
Q2
Q1
+ F
F
d
-
.Q .Q
K
F= 2
d
1
2
Onde:
F= força elétrica (N)
Q= cargas 1 e 2 (C)
d = distância (m)
K= constante eletrostática = 9,0.109
Nm²/C²
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 ou
negativa) um corpo ficará após ter passado por
um processo de eletrização por atrito.
• É uma lista onde encontramos alguns materiais
em ordem que obedece à propriedade de doar
ou receber elétrons.
• Quando a eletrização ocorre por atrito, os
corpos envolvidos estão inicialmente neutros,
porém, no final do processo, adquirem cargas
com 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 contato
com um corpo eletrizado, por meio de um fio
condutor, o corpo neutro se eletriza.
•
No inicio pelo menos um deles deve estar
carregado.
• No final , os corpos envolvidos possuem a
mesma carga 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.