Campo Elétrico e Carga Elétrica

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Campo Elétrico
Carga elétrica é definida como uma propriedade inerente a determinadas partículas elementares que proporciona a elas a capacidade de interação mútua, de natureza elétrica.
Estrutura de um átomo: Elétron (-), Próton (+) e Nêutron (não possui carga elétrica);
e= 1,602*10^-19 C, onde C é a unidade Coulomb.
Q=n*e, onde Q é a carga elétrica e n o número de elétrons
Suas massas são: me= 9,16x10-31 kg < < mp= 1,67x10-27 kg = mn= 1,67x10-27 kg
Princípio da atração: Sinais opostos se atraem;
Princípio da repulsão: Sinais iguais se repelem;
Princípio Conservação das cargas elétricas: As soma algébrica das cargas positivas e negativas é sempre constante.
Qa + Qb = Q’a + Q’b
Essa equação é válida apenas para sistemas eletricamente isolados.
Os materiais podem ser classificados de acordo com a facilidade com a qual as cargas se deslocam em seu interior. Podemos dividi-los em:
Condutores – Os portadores de carga elétrica têm grande liberdade de movimento, ou seja, elétrons livres. Ex.: Metais, grafite, gases ionizados, soluções eletrolíticas, o corpo humano e água da torneira.
Isolantes ou Dielétricos – As cargas elétricas não se movimentam, pois os elétrons estão fortemente ligados ao núcleo e não há elétrons livres. Ex.: Ar atmosférico, água pura, borracha, mica, e ebonite.
Eletrização por contato – Quando dois condutores de mesmas dimensões e mesmo formato são colocados em contato, suas cargas são igualmente divididas. Ex.: Alisar gato, aperto de mãos, esfregar os pés em um capacho.
Eletrização por indução – O corpo inicialmente neutro a ser eletrizado deve ser um condutor e será o induzido. O induzido eletriza-se com carga de sinal contrário a do indutor, é importante observar que a carga do indutor não se altera.
Exercício: Faça a seguinte experiência pegue duas folhas de um mesmo tipo de papel, esfregue-as provocando atrito entre elas. Você acha que elas ficarão eletrizadas? Explique. R: Elas não ficam eletrizadas, pois têm a mesma tendência de ganhar ou ceder elétrons, uma vez que são constituídas do mesmo material.
Exercício: Imagine que você tenha 4 esferas metálicas idênticas e isoladas umas das outras. Apenas a esfera D está carregada positivamente, as demais estão descarregadas. Calcule a carga elétrica final de D, sabendo-se que essa esfera toca sucessivamente A, B, C. R: Q/8.
Lei de Coulomb – Explica a força existente entre duas partículas eletrizadas.
	k=1/4*pi*E (E= 8,85*10^-12 - Permeabilidade absoluta), onde Q – Cargas (C), k – Constante eletrostática ou de proporcionalidade (N*m^2/C^2), d – Distância entre as cargas Q1 e Q2 (m), F – Força de interação eletrostática (N)
As equações de atração gravitacional e de atração elétrica são semelhantes.
Vácuo: Ko= 9*10^9 N*m^2/C^2, Água: Ka= 1,1*10^8, Etanol: Ke= 3,6*10^8, Papel: Kp= 2,6*10^9
Exercício: Determine o valor da força eletrostática que atua sobre duas cargas elétricas iguais a 2*10^-8 C e 4*10^-8 C separadas por uma distância igual a 50 cm, imersas no vácuo. R: 2,88*10^-5N.
Exercício: Dada a figura abaixo, que representa um triângulo equilátero com três cargas idênticas iguais a 1*10^-5 C posicionadas nos vértices distantes a 1 m umas das outras, determine a intensidade das forças que as cargas A e B exercem sobre C. R: 0,9 N.
Exercício: Duas cargas Q1 e Q2, de mesmo sinal, estão separadas por uma distância igual a 4 m. Coloca-se uma carga Q3, distante de 1 m de Q1. Sendo Q1= 5*10^-6 C, considerando a carga Q3 em equilíbrio no sistema, determine o valor da carga Q2. R: 4,5*10^-5 C.
Campo elétrico – É uma região de influência em torno de uma carga Q, onde qualquer carga de prova q nela colocada sofre ação de uma força de origem elétrica (atração ou repulsão). Associa-se a influência que a carga elétrica “Q 1” exerce sobre uma carga de prova “Q 2” a denominação de campo elétrico. 
, onde E – Vetor campo elétrico (N/C)
E e F são vetoriais e têm a mesma direção, mas os sentidos dependem do sinal de q.
Sentido da força e do campo elétrico:
Cargas de mesmo sinal repelem-se, q>0, E e F têm o mesmo sentido.
Cargas de sinais contrários atraem-se, q>0, E e F têm o mesmo sentido.
Cargas de sinais contrários atraem-se, q<0, E e F têm sentidos opostos.
Cargas de mesmo sinal repelem-se, q<0, E e F têm sentidos opostos.
Sentido do Vetor Campo Elétrico: Quando q>0, o campo elétrico é de afastamento, e quando q<0, o campo é de aproximação. A intensidade do vetor campo elétrico, criado por uma carga puntiforme Q, não depende da carga de prova q, conforme expressão: E= ¼*pi*E0*q/d^2.	�
Linhas de Campo Elétrico: São as linhas que tangenciam os vetores campo elétrico.
Exercício: Calcule o módulo do campo elétrico de uma carga puntiforme Q= 4 nC em um ponto de campo situado a uma distância de 2 m da carga, considere k= 9*10^9 N*m^2/C^2. R: 9 N/C.
Exercício: O núcleo de um átomo de ferro tem um raio de 4*10^-15 m e contém 26 prótons. Qual é o módulo da força de repulsão eletrostática entre os prótons do núcleo de ferro separados por uma distância de 4*10^-15 m? R: 14 N.
Exercício: O que faz o pólen saltar, primeiro para a abelha e depois para a flor? R: Pág. 36 e 37 material didático.
Exercício: Determine o módulo da força de repulsão entre duas cargas positivas Q1=2mC e Q2=3mC separadas por uma distância de 20 cm no vácuo.
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Exercício: Considere duas partículas carregadas de uma carga Q, no vácuo, separadas por uma distância “d”, com uma força de intensidade “F1” entre elas. Se a distância for duplicada, obtenha a relação entre a força “F1” anterior e a nova força “F2”.
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Exercício: Determine o módulo do campo elétrico gerado por Q1 e Q3 sobre Q2, como mostra a figura.
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Exercício: Nos vértices de um triângulo equilátero, de 4,0 m de lado, estão colocadas as cargas Q1=0,6mC, Q2=0,6mC e Q3=0,1mC. Calcule a intensidade da força resultante que atua em Q3.
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F23 = F13 = F		FR = 2.F.cos300
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	1a Questão (Ref.: 201309144935)
	
	Quando há separação de cargas num corpo neutro devido à proximidade de um corpo eletrizado, está ocorrendo
	
	
	eletrização por atrito;
	 
	o fenômeno da indução.
	
	eletrização por contato;
	
	inversão;
	
	magnetização;
	 2a Questão (Ref.: 201309210648)
	
	Um corpo apresenta-se eletrizado com carga Q = 32 μC.  O número de elétrons retirados do corpo é 
DADO: módulo da carga do elétron: 1,6.10-19 C
	
	
	1 X 1016
	 
	2 X 1014
	
	4 X 1012
	
	5 X 1013
	
	3 X 108
	 3a Questão (Ref.: 201309144931)
	
	Uma pequena esfera metálica carregada toca em uma esfera metálica isolada, muito maior, e inicialmente descarregada. Pode-se dizer que
	
	 
	a esfera pequena perde a maior parte de sua carga;
	
	a esfera pequena não perde carga;
	 
	a esfera pequena perde um pouco de sua carga;
	
	a esfera pequena perde toda sua carga;
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