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Eletricidade Básica
Prof. Andréa T. Riccio Barbosa
Profa. Andréa Teresa Riccio Barbosa
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ELETRICIDADE
- 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. 
Profa. Andréa Teresa Riccio Barbosa
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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 (1602-1686) inventou a primeira máquina eletrostática .
Otto fez várias experiências com objetos, e descobriu que alguns materiais eletrizados pela máquina podiam repelir outros objetos.
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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).
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ELETROSTÁTICA
Profa. Andréa Teresa Riccio Barbosa
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 Eletrostática é uma área da Física que estuda as cargas elétricas em repouso e as interações atrativas ou repulsivas que ocorrem entre elas.
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Raio e imã sempre foram objeto de curiosidade
Tentaram explicar
A explicação correta só aconteceu quando da descoberta do átomo e suas partículas atômicas
Todos os corpos são constituídos de moléculas e de átomos
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Constituição da matéria
Matéria é tudo aquilo que possui massa e ocupa lugar no espaço
Elementos
Todos os átomos são iguais
Compostos
Formado por uma combinação de elementos
Menor partícula que ainda contenha as características originais daquele composto é chamada de molécula
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Constituição da matéria
O átomo é constituído de um núcleo e eletrosfera – modelo de Bohr
Elétrons
Prótons
Nêutrons
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Elétrons – é a menor partícula na natureza, com carga negativa.
Estão sempre em movimento em suas órbitas ao redor do núcleo
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Prótons – é a menor partícula encontrada na natureza, com carga positiva
Situa-se no núcleo do átomo
Nêutrons – são partículas eletricamente neutras, ficando também no núcleo do átomo, juntamente com os prótons
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Elétrons giram em torno do núcleo, ou centro do átomo em trajetórias de camadas concêntricas ou órbitas
O próton é a carga positiva (+) fundamental em eletricidade
O número de prótons, dentro do núcleo de qualquer átomo específico, determina o número atômico daquele átomo
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No estado natural um átomo de qualquer elemento
Contém um número igual de prótons e de elétrons
Carga negativa de cada elétron tem o valor absoluto que a carga positiva de cada próton
As duas cargas opostas se cancelam – átomo está eletricamente neutro
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Elétrons possuem energias diferentes chamadas de níveis de energia
O nível de energia de um elétron é proporcional a sua distância do núcleo
Os níveis de energia de elétrons em camadas mais afastadas do núcleo são maiores do que os de elétrons em camadas mais próximas do núcleo
Elétrons de valência
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Quando se aplica a certos materiais energia externa como calor, luz ou energia elétrica
Os elétrons adquirem energia
Pode fazer com que um elétron se desloque para o nível de energia mais alto
Estado excitado – átomo instável
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Elétron deslocado para a camada mais externa do átomo
Sofre mínima atração possível pelas cargas positivas dos prótons dentro do núcleo do átomo
Energia suficiente – elétrons de valência ou da camada mais externa abandonarão o átomo
Elétrons livres
Movimento de elétrons livres que produz a corrente num condutor metálico
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Cada camada de um elétron pode conter somente um certo número de elétrons
Cota de camada
Camadas K, L, M, N. O, P e Q
Cada uma dela afastada do núcleo
Cada camada contém um número máximo de elétrons para a condição de estabilidade
K (2), L(8), M(8), N, O, P e Q
O número máximo de elétrons nas camadas restantes pode ser de 8, 18 ou 32 (conforme o elemento)
Ultima camada o número máximo é 8
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Carga elétrica
Prótons e elétrons são caracterizados por terem uma propriedade física
Carga elétrica
Nêutrons não têm carga elétrica
Cargas dos prótons e elétrons têm características opostas 
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Carga elétrica
Cargas elétricas podem ser somadas algebricamente
Atribuiu-se sinal algébrico às cargas de prótons e nêutrons
Convencionando-se como negativa a carga do elétron e positiva a do próton
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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.
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Carga elétrica
Átomo neutro – número de elétrons é igual ao número de prótons
Desequilíbrio – átomo está ionizado
Elétrons em excesso 
Ionizado negativamente
Número de prótons é constante
Número de elétrons se altera
Ionizar o átomo negativamente – coloca-se elétron
Ionizar o átomo positivamente – retira-se elétrons
Quantidade de carga adquirida
Depende do número de elétrons retirados ou colocados no corpo
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CONDUTORES
Materiais caracterizados por possuírem no seu interior
Portadores de cargas livres
Permitem a passagem de uma corrente elétrica (movimentação ordenada de carga elétrica) pelo seu interior
Sólidos, líquidos e gasosos
Condutores metálicos
Portadores são elétrons
Elétrons na última órbita estão fracamente presos ao átomo – passarem na proximidade de outro átomo saem de órbita - elétrons livres
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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.
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ISOLANTES
Não permitem a passagem de corrente elétrica
Não terem portadores de cargas livres
Átomos da última camada estão fortemente presos ao átomo
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.
Vidro, mica, fenolite, baquelite, borracha, porcelana, água pura
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SEMICONDUTORES
Características intermediárias entre os condutores e os isolantes
Largamente utilizados em eletrônica
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Barbosa
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Carga elétrica 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
Carga que um elétron carrega – qe
 
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Quantidade de carga de um corpo (Q)
Número inteiro da quantidade qe
Carga de um corpo é uma grandeza quantizada
Estado elétrico de um corpo pode ser alterado, colocando-se ou retirando-se um número inteiro de elétrons
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O corpo fica com um elétron a mais
Carga do corpo é negativa e igual à carga que um elétron carrega (qe)
Q = (qe)
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O corpo fica negativo e com uma carga igual a duas vezes a carga que um elétron carrega
Q = 2qe
Generalizando para n elétrons
A carga do corpo será igual a Q = n.qe e negativa
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Se n são elétrons colocados
Colocando no corpo uma carga negativa (Q < 0)
Se n são elétrons retirados
Colocando no corpo uma carga positiva (Q > 0)
Especificar quantitativamente a carga de um corpo
Especificar o número de elétrons em excesso ou em falta em um corpo
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Número de elétrons é alto
Não é uma forma prática
Adota-se a quantidade de carga elétrica o Coulomb (C)
1C = 6,25 x 1013 x qe
A carga do corpo é +1C ou diz que estão faltando 6,52 x 1018
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Tanto faz dizer que a carga do corpo é -1C ou que existem 6,25 x 1018 elétrons em excesso no corpo
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Definição de Coulomb – quantidade de carga que elétron carrega
1C = 6,25 x 1013 x qe
qe = 1 C / 6,25 x 1018 
qe = 1,6 x 10-19 C
Carga negativa devido a convenção adotada
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Carga elétrica fundamental
No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de medida de carga elétrica é o Coulomb (C)
Simbolicamente representada pela letra qe.
carga elementar: qe = 1,6.10 - 19 C
carga do elétron: - 1,6.10 - 19 C
carga do próton: + 1,6.10 - 19 C
A carga elétrica do átomo é nula Q = nq
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Submúltiplos
1 milicoulomb (mC) = 10-3 C
1 microcoulomb (mC) = 10-6 C
1 nanocoulomb (mC) = 10-9 C
1 picocoulomb (mC) = 10-12 C
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Podemos determinar a carga de um corpo por meio de:
Q = n. e
Onde:
Q= carga elétrica (C )
n = número de elétrons ou prótons.
qe = carga elementar
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Exercícos
Passado o exercício no quadro
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