Eletricidade Tudo depende do eletron. Tales de Mileto, século VI a. C. Objetos leves atraíam ou repeliam o âmbar. Âmbar – Resina fóssil utilizada

Eletricidade

Tudo depende do

eletron

Tales de Mileto, século VI a. C. Objetos leves atraíam ou repeliam o âmbar*.

*Âmbar – Resina fóssil utilizada na confecção de objetos ornamentais. Ao ser atritado com outros objetos, estes eram atraídos ou repelidos.

Física - Eletrostática e Aplicações - Wildson W de Aragão2

Robert Millikanmediu nossas massas e determinou, usando o

resultado de Thomson, a nossa carga.

Robert Millikan1868 – 1953Nobel 1923

m = 9,1 x 10-31 kg

e = 1,6 x 10-19 C

Modelo de Thomsom

Modelo de Rutherford

Modelo de Bohr

Modelo de Bohr- Sommerfeld

Modelo atualOrbitais: s, p, d,f

Muitos foram os modelos de átomos, nossa moradia.

O atual leva em conta o Princípio da Incerteza.

Não somos encontrados em endereços certos, mas em regiões prováveis.

Por termos cargas negativas, entre nós existe repulsão: cada um empurra o outro para mais longe possível.

Porém entre nós e os prótons, que possuem

cargas positivas, a atração é irresistível!

Nos átomos somos numericamente iguais aos

protons existente no núcleo, por isso os átomos

apresentam-se, geralmente, neutros.

Na eletrização ocorre transferência de elétrons de um corpo para outro.

Carga positiva

“falta de elétrons”

Carga negativa

“excesso de elétrons”

Como ocupamos regiões em torno do núcleo, sempre que adquirimos energia

suficiente, podemos escapar do campo de influência do núcleo e passar de um material

para outro.Isto ocorre na ELETRIZAÇÃO.

Série triboelétrica

Mão humanaPele de coelhoVidroNylonSedaPapelBorrachaAcetatoPoliesterisoporPVC

Mais positivo

Mais negativo

Exemplo: vidro com seda

Vidro (+) e seda (-)

A série indica para onde nos

transferimos quando 2 materiais são

colocados em forte contato, como o

atrito.

Em alguns materiais, muitos de nós, somos livres.

Temos a liberdade de compartilhar com diversos átomos e,

sob influência externa, movimentamos através da matéria.

Condutores e Isolantes

.Não possuem eletrons

livres.

As cargas ficam localizadas.

O material isolante não transmite eletricidade.

Eletrização e Neutralização por contato

MATERIAL CONDUTOR

Possuem eletrons livres.Eles podem se

movimentar, e levar energia de um

ponto para outro

Processo de separação de cargas que ocorre num

condutor sob influência de cargas externas externas.

Indução eletrostáticaTemos muita mobilidade dentro de um condutor.

Sob a influência de uma carga externa nós

deixamos uma região negativa e outra positiva.

O eletróforo de Volta

Eletrizando por indução

O sinal da carga residente no corpo eletrizado é oposto

ao da carga indutora.

A nossa tendência é “fugir” para mais longe possível de

outras cargas negativas.

Principalmente quando um condutor permite que isto

ocorra .

Inventou a balança de torsão para medir a força elétrica entre

duas esferas.

O experimento de Coulomb

F = kq1q2/d2Charles A

Coulomb (1736 – 1806)

Cargas eletricasUnidade de carga1 coulomb = 1 C

Constante de Coulomb

k = 9×109 N/C2·m2

Entre nós, cargas negativas, a força elétrica é de repulsão.

O mesmo ocorre entre cargas positivas.

Porém entre nós e os protons,cargas de sinais opostos, ela é de atração.

Quanto mais próximos, mais intensa é a força elétrica.

A nossa carga é chamada de “carga elementar” e é

simbolizada pela letra “e”.Quantos de nós são

necessários para constituirmos uma carga 1 C?

625 x 1016 cargas elementares

são necessáriospara formar 1 C

Carga elementar

e = 1,6 x 10-19 C

F F

F F

F F

LEI DE COULOMB

+ +

d

q1 q2

- -

d

q1 q2

+ -

d

q1 q2

A s f or ças de Coulomb sãodir et ament e pr opor cionaisao pr odut o ent r e os módulosdas car gas dos cor pos.

F q2

q1

.

A s f or ças de Coulomb sãoinver sament e pr opor cionaisao quadr ado da dist ância que separ a as cor pos car r e-gados.

2F

d

1

Fq

2q

1.

2d

Conclusões Exper iment ais de Coulomb

Variando somente as cargas

F F+ +

d

q1 q23 26 6

F F+ +

d

q1 q24 0,52 2

F q1 . q23 26

F q1 . q24 0,52

Variando somente a distância

+ +

d

q1 q2F F

+ +

d

F 1

d2

++++++++++++

2d

FF44

1(2d)24 d2

F

Exercitando

Complete as lacunas de forma que a Lei de Coulomb seja respeitada.

F q1 . q2

q1

q2

F

q1

F2

q22

F6

q23

q12

F8

q24

q12

F5

q15

F20

q24

q110

q2

2

q1

2

q2

F2

q1

2q2

2

F4

q1

2q2

3q2

5

6F

q2

27

3F

q1q19

+ +

d

q1 q2F F

5F

Exercitando

Complete as lacunas de forma que a Lei de Coulomb seja respeitada.

F

d d2

F4

d3

F9

d4

F16

d5

F25

F2

d2

F4

d2

F9

d3

F3

d4

d5

F16 F25

d3

F 1d2

+ +

d

q1 q2F F

Gráfico F x d

1

2

3

4

1419116

1

F d

F(N)

d(m)

F 1d2

Natureza vetorial da Força Eletrostática

+ +

d

q1 q2

+

q3

2d

FF4

FR

Módulo da resultante:

FR = F -F

4 FR =3F

4

1) FF4

+FR = F12 F2

2 + 2F1 .F2.cos

FR = F1 F2+Vetorialmente:


+ +

d

q1 q2

-

q3

2d

F

Módulo da resultante:

FR = F+F

4 FR =5F

4

2) FR

F4F

F4

Vetorialmente: FR = F1 F2+

+FR = F12 F2

2 + 2F1 .F2.cos

+

q2

q1

-

+

q3

d

2d

F1

F1

F2 F2

FR


3)

FR = F1 F2+

+FR = F12 F2

2 + 2F1 .F2.cos

+FR = F12 F2

2


4)

+

q1

q2

-

+

q3

F1

F2

FR

FR = F1 F2+

+FR = F12 F2

2 + 2F1 .F2.cos


5)

+

q1

q2

-

+

-2q3

F1

F2

FR

FR = F1 F2+

+FR = F12 F2

2 + 2F1 .F2.cos

William Gilbert (1544 – 1603) retoma a experiência original e verifica que a propriedade apresentada pelo âmbar é comum a outras substâncias quando atritadas entre si.

“Elétrico” -> “elektron” (do grego, designa âmbar). Daí, corpos eletrizados ou carregados de eletricidade.

(William Gilbert)

Física - Eletrostática e Aplicações - Wildson W de Aragão24

OTTO VON GUERICKE (1602 – 1686): Construiu a primeira máquina geradora de eletricidade estática.

STEPHEN GRAY (1666 – 1736): Estabeleceu a distinção entre condutores e isolantes.

Física - Eletrostática e Aplicações - Wildson W de Aragão 25

CHARLES DU FAY (1698 – 1739): Teoria da existência das eletricidades vítrea e resinosa.

BENJAMIN FRANKLIN (1706 – 1790): Deu impulso definitivo na eletricidade. Inventou pára-raios e investigou teorias na área.


Franklin concebeu que os corpos possuíam um fluido elétrico.

Excesso de fluido = corpo positivamente eletrizado, como vidro atritado com seda (eletricidade vítrea).

Falta de fluido = corpo negativamente eletrizado, como o âmbar (resina) atritado com seda.

Fluido elétrico não existe. Corpos positivos tem falta de elétrons e corpos negativos tem excesso de elétrons (-).


CHARLES AUGUSTIN DE COULOMB (1736 – 1806): Utilizando a Balança de torção, estabeleceu a lei que leva seu nome.


ALESSANDRO VOLTA (1754 – 1827): Construiu a pilha elétrica. Obtenção de corrente elétrica (cargas elétricas em movimento ordenado).


Prótons e elétrons interagem com uma Força Eletrostática.

Prótons do núcleo interagem com Força Nuclear e Força Eletrostática.


Pentear os cabelos;

Tirar um agasalho ou camisa de lã;

Aproximar de aparelhos de TV;

Tocar maçanetas de porta;


Abastecimento de aviões


A parte esférica superior acumula cargas elétricas


Usados para determinar se um corpo está eletrizado ou não, e, se tiver, o sinal de sua carga.


Indicam direção e sentido do campo elétrico de uma ou mais cargas.


1. A Xerografia – Máquina Copiadora: O advogado norte americano Chester Carlson recobriu de

enxofre uma placa de zinco e a eletrizou por atrito com algodão.

Placa pulverizada com licopódio Cilindro pulverizado com selênio


2. Impressoras a jato de tinta Entre duas placas eletrizadas (no eletrodo) existe um

campo elétrico que regula a orientação das gotas lançadas pelo emissor.


3. Os pára-raios 3. 1. Pára –raios de Franklin:

Haste condutora disposta verticalmente no ponto mais alto da estrutura a ser protegida.

Um fio condutor cravado profundamente no solo induz as cargas em excesso recebidas pelo pára-raios.


Campo de proteção do pára-raios: Forma um cone tendo como vértice o ponto mais alto do

pára-raios, cuja geratriz forma 60º com a horizontal.

(ABNT)


3. 2. Pára-raios radioativos

Ioniza-se o ar nas vizinhanças da ponta, devido material radioativo existente. Por causar problemas ambientais, seu uso atualmente está proibido.

Proibição: Norma 5419/93 ABNT – Associação Brasileira de Normas e Técnicas.


4. Pulverização Eletrostática

Redução dos impactos ambientais devido à diminuição do uso de agrotóxicos.

O método de aplicação atual é extremamente desperdiçador e contaminador.

Grande parte do produto é depositado no solo.


A pulverização consiste em lançar gotas eletrizadas para melhor eficácia do inseticida e menor deposição no solo.

As gotículas carregadas são atraídas por indução para as

folhas. Nelas, elas repelem-se, espalhando-se pelo vegetal, inclusive na parte inferior.


O método reduz em 50% o uso dos ingredientes ativos e as perdas para o solo são 20 vezes menores que no método convencional.

Fonte:

Aldemir Chaim

http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/recursos/Chaim_pulverizacaoID-2bQck4Ciug.pdf


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W W De Aragão, 2012


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