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Sumário
Unidade II – Eletricidade e Magnetismo
1- Campo e potencial elétrico
- Carga elétrica e sua conservação.
- Condutores e isoladores.
- Processos de eletrização.
- Polarização de um isolador.
APSA 19 – Processos de eletrização
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Campo e potencial elétrico
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Carga elétrica
Carga elétrica – é a propriedade física dos corpos
caracterizada pelas atrações e repulsões.
É uma grandeza quantificada isto é:
- Se varia por múltiplos da carga do eletrão, diz-se
carga negativa.
- Se varia por múltiplos da carga do protão, diz-se
carga positiva.
A carga do protão é igual em módulo à carga do eletrão:
qp = + 1,602 x 10-19 C qe- = - 1,602 x 10-19 C
qn = 0 C
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Campo e potencial elétrico
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Carga elétrica
O eletrão designa-se de partícula elementar e a sua carga foi
determinada por Millikan em 1909, com uma experiência que
ficou famosa que iremos falar mais adiante.
•
A carga do protão é simétrica da carga do eletrão, mas o protão
não é uma partícula elementar é constituído por três outras
partículas mais pequenas chamadas de quarks.
•
O neutrão, é uma partícula também constituída por três quarks,
mas é uma partícula desprovida de carga.
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Campo e potencial elétrico
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Carga elétrica
Propriedades da grandeza carga elétrica:
A carga elétrica é uma propriedade
fundamental da matéria e está presente em
qualquer parte desta. É responsável pelos
fenómenos elétricos.
A matéria contém, geralmente, o mesmo
número de cargas elétricas positivas e
negativas.
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Campo e potencial elétrico
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Lei qualitativa das ações elétricas
Lei qualitativa das ações elétricas
“Corpos eletrizados com carga do mesmo sinal repelem-se e eletrizados com
carga de sinais contrários atraem-se”.
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Campo e potencial elétrico
•
Princípio da conservação da carga elétrica
Princípio da conservação da carga elétrica.
“Num sistema isolado a quantidade total de carga permanece constante”.
Este princípio não proíbe a criação de cargas elétricas num sistema isolado,
mas, se for criada uma carga positiva, deverá aparecer algures no sistema
uma carga negativa, simétrica da primeira.
Nunca se comprovou a violação deste princípio, pelo que é tão importante
como os Princípios da Conservação da energia e do momento linear.
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Campo e potencial elétrico
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Bons condutores e maus condutores
Bons condutores (sólidos) – são todos os corpos
capazes de conduzir a corrente elétrica ou permitem
a livre distribuição das cargas recebidas por
qualquer processo de eletrização em toda a sua
superfície. Tem eletrões livres ou de condução.
Ex: prata, cobre, ...
•
Bons condutores (líquidos) – Soluções com iões.
Ex: eletrólitos, ...
•
Maus condutores – são corpos em que os
portadores de carga não estão disponíveis para se
moverem, encontram-se fortemente ligados aos
núcleos. Ex: madeira, vidro, borracha, ...
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Campo e potencial elétrico
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Eletrização por fricção
A eletrização por fricção é um processo em que se eletrizam sempre,
simultaneamente dois corpos:
- O friccionado e o friccionante.
Neste processo, um corpo eletriza-se com carga de sinal contrário ao do outro
que o friccionou.
Todos os corpos que, depois de eletrizados se comportam como o vidro
friccionado com lã ficam carregados positivamente.
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Campo e potencial elétrico
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Eletrização por fricção
Todos os corpos que, depois de eletrizados se comportam como o plástico ou
ebonite friccionado com lã ficam carregados negativamente.
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Campo e potencial elétrico
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Eletrização por contacto
Na eletrização por contacto inicialmente temos dois corpos:
- Um neutro e outro eletrizado.
No final do processo, ficam os dois com carga do mesmo sinal.
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Campo e potencial elétrico
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Eletrização por contacto
Exemplo de como se faz a eletrização de um eletroscópio por contacto.
Principais componentes dum eletroscópio
Eletroscópio com outro formato
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Campo e potencial elétrico
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Eletrização por influência
Na eletrização por influência inicialmente temos dois corpos, um neutro e
outro eletrizado.
Corpo neutro – Induzido ou influenciado.
Corpo eletrizado – Indutor ou influenciador.
No final do processo, ficam os dois com carga de sinal contrário.
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Campo e potencial elétrico
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Eletrização por influência
Exemplo de como se faz a eletrização de um eletroscópio por influência.
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Campo e potencial elétrico
•
Utilização do eletroscópio para identificar o
sinal da carga de um corpo
Como se poderá identificar a carga de um corpo carregado?
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Campo e potencial elétrico
•
Utilização do eletroscópio para identificar o
sinal da carga de um corpo
Como se poderá identificar a carga de um corpo carregado?
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Campo e potencial elétrico
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Polarização de um isolador
Num isolador os eletrões não se movem livremente, logo não há eletrização
por influência. Contudo, pode haver polarização dos átomos ou das
moléculas ou seja, um pequeno deslocamento do centro da nuvem eletrónica
com uma determinada orientação por efeito de um corpo carregado.
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Campo e potencial elétrico
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Polarização de um isolador
A polarização explica a atração de corpos neutros, como
pequenos pedaços de papel, por um corpo eletrizado.
Por exemplo um pente eletrizado atrai pedacinhos de
papel.
A polarização de um fio de água pode ser facilmente
observada, friccionando um corpo de plástico numa
camisola de lã e aproximando-o de um fio de água.
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Campo e potencial elétrico
Exercício 1
1- Aproximou-se a vareta V do corpo M, sem o tocar, e a esfera B
do pêndulo elétrico foi atraída para a outra extremidade, E’, do
corpo.
1.1- Qual das seguintes afirmações é a correta?
A) Os corpos M, V e B são, necessariamente, todos bons condutores.
B) Os corpos M e V são, necessariamente, bons condutores.
C) Os corpos M e B são, necessariamente, bons condutores.
D) O corpo M é, necessariamente, bom condutor.
E) Os três corpos podem ser maus condutores.
1.2- Ainda a respeito da experiência representada na figura: se a vareta V estiver
eletrizada negativamente, a extremidade E' da barra M passa a ter um excesso de
______________ e a bola B, sendo condutora, fica eletrizada ________________ por
_______________.
eletrões
negativamente
contacto
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Campo e potencial elétrico
Exercício 2
F V V F FF F V
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TPC
• Exercícios da APSA 19 que que ficarem por fazer.
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