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Eletrização e força elétrica

Giovanni Ávila

Física

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A carga elétrica

• Matéria átomos: nêutrons, elétrons e prótons.

• Força tem o mesmo módulo para o próton e o elétron: carga elétrica Q

• Convenção: próton (+) e elétron (-)

• Carga elementar próton e elétron:

Cxe 19106,1

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Carga elétrica

• Estado natural: carga total zero.

• Elétrons (retirar ou fornecer): comportamento elétrico.

• Carga quantizada: somente podemos tirar ou fornecer número inteiro de elétrons.

)106,1( 19 xnneQ

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Carga elétrica

• Sinais opostos: atração

• Sinais iguais: repulsão

• Elétron:

• Próton:

• Nêutron:

• Princípio da conservação das Cargas Elétricas: a soma total das cargas antes e depois do evento é a mesma.

Cx 1910602,1 kgx 3110109,9

kgx 2710673,1

kgx 2710675,1

31084,1 x31084,1 x

Cx 1910602,1

1

0

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Condutores e Dielétricos

• Condutores: permite fluxo de cargas

• Sólidos: metais e grafite (elétrons)

• Líquidos: íons positivos e negativos

• Gases: elétrons e íons

• Isolantes: sólidos, líquidos e gasosos. Exceto o vácuo podem conduzir eletricidade dependendo das condições.

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Eletrização

• Retirada de elétrons: eletrizado positivo

• Fornecimento de elétrons: negativo

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Eletrização por atrito

• Atrito: trabalho sobre os elétrons passagem de menor atração para maior .

• Corpos eletrizados: cargas opostas com módulos iguais.

• Apenas elétrons são trocados.

• Mesmo material não se eletrizam.

• Somente pequena parte de elétrons se transfere.

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Eletrização por atrito

• Condutor pode ser eletrizado desde que segurado por material isolante.

• Um mesmo corpo pode ser eletrizado positiva ou negativamente.

• Série triboelétrica.(+) Vidro, seda, cabelo, pele humana,algodão,

borracha (-)• Atritado com um da esquerda fica

negativamente carregado, com um da direita fica

positivamente carregado.

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Eletrização por contato

• Mais eficaz nos condutores.

• Cargas tendem a ficar na superfície externa.

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Eletrização por contato

• Se as esferas anteriores fossem do mesmo tamanho, a carga se dividiria igualmente entre elas.

• A divisão das cargas não depende do material das esferas, basta serem condutoras.

• Corpos condutores adquirem mesmos sinais depois do contato.

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Eletrização por contato

• Se a soma das cargas for zero, após o contato também será, independente do tamanho.

• Acontece também em dielétricos, somente onde os corpos se tocam.

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Eletrização por indução ou influência

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Eletrização por indução

• Carga do indutor não é afetada.

• Carga do induzido tem sinal sempre oposto.

• Não confundir o simples fenômeno da indução com o processo de eletrização por indução.

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Eletroscópio de folhas

• Esfera metálica

• Haste condutora

• Folhas metálicas leves e flexíveis.

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Eletroscópio de folhas

• Bastão e eletroscópio tem mesmo sinal: abertura aumenta.

• Sinais opostos: abertura diminui.

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Polarização de um dielétrico

• Não existe deslocamento significativo de elétrons.

• Alinhamento das moléculas.• As extremidades terão cargas positivas e

negativas.

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Força elétrica

• Lei de Coulomb: a força é proporcional ao módulo do produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância.

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Lei de Coulomb

• Unidade de Ko=Nm2/C2

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Pêndulo elétrico

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Constante dielétrica do meio

• Todos os meios materiais e dielétricos apresentam constante da Lei de Coulomb menor que a do vácuo.

F

F

K

KC 00

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Constante dielétrica

• Vácuo ........... 1• Ar ................. 1,005• Vidro ............ 4,5• Glicerina ....... 43• Água ............ 80

• Forças elétricas diminuem. (Compostos iônicos)

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A Lei de Coulomb e a Lei da Gravitação

2211 /1067,6 kgNmxG

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Diferenças

• A força elétrica pode ser atrativa ou repulsiva enquanto a gravitacional é sempre atrativa.

• K depende do meio enquanto G não.

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Semelhança