Aula 1 - Carga Elétrica

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Eletricidade e Magnetismo
Aula 1
Ciências da Computação / BCT 
Professora Luciana Nunes
Sumário
• Apresentação da disciplina
• Cronograma de atividades da disciplina
• Carga elétrica 
Apresentação da disciplina
• UNIDADE 1: Carga elétrica; Força elétrica; Campo Elétrico; Potencial elétrico;
Capacitores e dielétricos.
PROVA 1: 13.11.2013
• UNIDADE 2: Corrente e Resistência; Circuitos RC; Campo magnético; Força magnética.
PROVA 2: 18.12.2013
• UNIDADE 3: Fontes magnéticas; Indução eletromagnética; Propriedades magnéticas da
matéria; Correntes alternadas; Equações de Maxwell.
PROVA 3: 17.02.2014
REPOSIÇÃO: 19.02.2014
PROVA 4: 24.02.2014
Carga Elétrica e Lei de Coulomb
• Neste capítulo começamos o estudo do eletromagnetismo examinando a
natureza da carga elétrica. Mostraremos que a carga elétrica é quantizada
e obedece a um princípio de conservação. A seguir, passaremos a estudar
as interações entre cargas elétricas que estão em repouso em nosso
sistema de referência, conhecidas como interações eletrostáticas;
Cargas Elétricas
• Inúmeras experiências simples demonstram a existência de forças
eletrostáticas. Por exemplo, após passar um pente em seu cabelo, você
verificará que o pente atrai pequeno pedaços de papel. O mesmo efeito
ocorre com outros materiais atritados, tais como vidros ou a borracha.
• Uma outra experiência simples é atritar um balão inflado com lã, ou com
seu cabelo. Em um dia seco o balão atritado ficará aderido à parede de um
cômodo, frequentemente por horas. Quando materiais se comportam
dessa maneira, diz-se que estão carregados eletricamente.
Cargas Elétricas
• Experiências demonstram também que há dois tipo de carga elétrica,
chamadas por Benjamin Franklin (1706-1790) de positiva e negativa. A
figura abaixo ilustra as interações entre as duas cargas.
• Sabemos que somente dois tipos
de carga elétrica existe porque
toda carga desconhecida que se
observa experimentalmente se é
atraída por uma carga positiva
será repelida por uma negativa.
Conservação da Carga Elétrica
• Outra característica importante da carga elétrica é que a carga resultante
em um sistema isolado sempre é conservada. Quando dois corpos
inicialmente neutros são carregados ao serem esfregados entre si, não é
criada carga no processo. Os corpos tornam-se carregados porque
elétrons são transferidos de um corpo para o outro. Um corpo ganha uma
quantidade de carga negativa dos elétrons transferidos para ele enquanto
o outro perde uma quantidade igual de carga negativa e,
consequentemente, fica com uma carga positiva.
Quantização da Carga Elétrica
• No século XVII, a carga elétrica era considerada como um fluido.
Entretanto, no início do século XX, Milikan descobriu que o fluido elétrico
não era contínuo e, sim, que a carga elétrica era constituída por um
múltiplo inteiro de uma carga fundamental e, ou seja, a carga q de um
certo objeto pode ser escrita como 𝑞 = ±𝑛𝑒, com 𝑛 = 1,2,3… onde 𝑒
possui o valor 1,6 × 10−19𝐶.
Corpos Neutros
• Todos os objetos da natureza contém cargas, porém na maioria das vezes
não conseguimos percebê-las. Isto se deve ao fato de que os objetos
contém quantidades iguais dos dois tipos de cargas: cargas positivas e
cargas negativas.
• Assim, a igualdade leva ao equilíbrio de cargas, e dizemos que os objetos
são eletricamente neutros, ou seja, não possuem carga líquida. Se este
equilíbrio e desfeito, dizemos que um corpo está eletrizado, ou seja, uma
carga líquida existirá e ele poderá interagir eletricamente.
Condutores e Isolantes
• Podemos classificar os materiais de acordo com a facilidade com a qual as
cargas elétricas se movem em seu interior.
• Os bons condutores ou simplesmente condutores são materiais nos quais
as cargas elétricas se movem com facilidade, como os metais, o corpo
humano e a água da torneira.
• Os maus condutores, também conhecidos com isolantes ou dielétricos,
são materiais nos quais as cargas possuem dificuldade ou não conseguem
se mover, como os plásticos, a borracha, o vidro e a água destilada.
Condutores e Isolantes
• Como exemplo de um mau condutor, citamos um tapete de fibras em um
dia seco. Quando você esfrega os pés no tapete, o atrito de seus sapatos
faz com que o seu sapato fique eletrizado e a carga permanece em seu
corpo, pois eles não conseguem escoar através das fibras isolantes. Se em
um momento posterior você tocar um objeto condutor, como uma
maçaneta metálica, ocorre uma rápida transferência de carga elétrica e
você sente um pequeno choque.