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Eletricidade - Eletrostática

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CCE1006 - BASES FÍSICAS PARA ENGENHARIA 
Aula 9: Eletricidade - Eletrostática 
Eletricidade – Eletrostática 
Eletricidade – bases 
+ 
- 
- - 
- 
- 
- 
- - - 
- 
- 
- 
Primeiras observações: ~ 600 a.C. 
Âmbar amarelo  “elektron” em grego 
ATRITO 
AULA 09: ELETRICIDADE – ELETROSTÁTICA 
+ 
+ 
+ 
+ + + 
+ 
+ 
+ + + 
Constituição atômica/molecular em termos de cargas 
Eletrização 
AULA 09: ELETRICIDADE – ELETROSTÁTICA 
Carga positiva (+)  elétrons removidos 
Carga negativa (-)  elétrons adicionados 
Metais: facilidade em ceder e receber elétrons  (elétrons “móveis”) 
ATRITO 
A > afinidade para doar elétrons do que B 
B > afinidade para receber elétrons do que A 
Eletricidade – Eletrostática 
Eletrização 
AULA 09: ELETRICIDADE – ELETROSTÁTICA 
Eletrização por indução 
Eletricidade – Eletrostática 
Eletrização 
AULA 09: ELETRICIDADE – ELETROSTÁTICA 
Eletrização por contato 
+ ATRITO 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ + 
+ 
+ 
+ 
+ + + 
- 
- 
- 
- 
- - - 
- 
- 
- 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ + 
+ 
+ 
+ 
+ + + 
+ 
+ 
+ + 
+ 
+ + 
+ 
+ + 
+ 
+ 
Eletricidade – Eletrostática 
Duas situações: 
 
Cargas paradas: ELETROSTÁTICA  distribuições de cargas; 
 
Cargas em movimento: ELETRODINÂMICA  movimento 
das cargas (corrente elétrica e seus caminhos/formas, 
resistência etc.). 
 
Importância da Eletrostática na Engenharia: 
 
• materiais orgânicos tendem a doar e receber 
elétrons; 
 
• materiais eletrizados próximos  risco de 
descargas elétricas  danos físicos e perigo. 
Eletricidade – cargas 
AULA 09: ELETRICIDADE – ELETROSTÁTICA 
Eletricidade – Eletrostática 
Força Elétrica 
AULA 09: ELETRICIDADE – ELETROSTÁTICA 
 forças centrais 
 forças aos pares: Ação e Reação 
|F12 | = ( k Q1 Q2 ) / r² 
F21 = - F12 
 Onde k é constante elétrica  universal 
 Onde [ Q ] = coulomb (C) = 1 e = 1,6 x 10-19C 
 
Se a força é atrativa: F é negativa 
Se a força é repulsiva: F é positiva 
k = 1/(4 π ε0)  k ≈ 9 x 10
9 Nm²/C 
k  ordem de grandeza 1010 
Força elétrica muito relevante 
como fenômeno. 
- 
Eletricidade – Eletrostática 
E 
Linhas de campo 
 
Descrevem geometricamente como é o campo 
elétrico em cada ponto, descrevendo como a força 
se apresenta. 
 
 
 
 
 
Cargas pontuais 
Campo Elétrico 
AULA 09: ELETRICIDADE – ELETROSTÁTICA 
Eletricidade – Eletrostática 
Linhas de Campo Elétrico 
AULA 09: ELETRICIDADE – ELETROSTÁTICA 
Linhas de campo – cargas associadas. 
Eletricidade – Eletrostática 
Potencial Elétrico 
AULA 09: ELETRICIDADE – ELETROSTÁTICA 
Potenciais dos músculos do coração 
Placas paralelas 
Eletricidade – Eletrostática 
Se há ddp, há potencial 
de movimento. 
 
ΔV . q = W = Energia 
 
 (energia elétrica) 
Diferença de Potencial (ddp) e Energia Elétrica 
AULA 09: ELETRICIDADE – ELETROSTÁTICA 
diferença de potencial (ddp) 
ddp = ΔV = VB - VA 
 
Baterias  reservas de energia 
Eletricidade – Eletrostática 
Aplicações 
AULA 09: ELETRICIDADE – ELETROSTÁTICA 
Energia elétrica Desfibriladores Smartphones 
Eletricidade – Eletrostática 
Atividade – Descobrindo a Eletrostática 
AULA 09: ELETRICIDADE – ELETROSTÁTICA 
Esta é uma atividade muito simples, que permite 
discutir os dois processos básicos de eletrização. 
 
Utilize balões de festa (bexigas) e uma ou duas 
peças de lã. Os alunos devem atritar as bexigas por 
alguns segundos nas peças de lã e testar o que 
acontece ao tocar diferentes materiais: o próprio 
corpo, a parede, pedaços de papel. 
 
Discuta tanto os aspectos de indução eletrostática 
por contato (atrito) quanto por indução. Discuta 
também a tabela triboelétrica ao lado, e os efeitos 
de cargas eletrostáticas acumuladas nos materiais 
e em equipamentos elétricos. 
Materiais 
Pele humana seca 
Couro 
Pele de coelho 
Vidro 
Cabelo humano 
Fibra sintética 
Lã 
Chumbo 
Pele de gato 
Seda 
Alumínio 
Papel 
Algodão 
Aço 
Madeira 
Âmbar 
Borracha dura 
Níquel e cobre 
Latão e prata 
Ouro e platina 
Poliéster 
Filme de PVC 
Poliuretano 
Polietileno (fita adesiva) 
Polipropileno 
Vinil (PVC) 
Silicone 
Teflon 
+ 
- 
Eletricidade – Eletrostática 
Eletricidade – Eletrostática 
AULA 09: ELETRICIDADE – ELETROSTÁTICA 
Atividade – Descobrindo a Eletrostática 
Esta é uma atividade muito simples, que permite 
discutir os dois processos básicos de eletrização. 
 
Utilize balões de festa (bexigas) e uma ou duas 
peças de lã. Os alunos devem atritar as bexigas por 
alguns segundos nas peças de lã e testar o que 
acontece ao tocar diferentes materiais: o próprio 
corpo, a parede, pedaços de papel. 
 
Discuta tanto os aspectos de indução eletrostática 
por contato (atrito) quanto por indução. Discuta 
também a tabela triboelétrica ao lado, e os efeitos 
de cargas eletrostáticas acumuladas nos materiais 
e em equipamentos elétricos. 
Materiais 
Pele humana seca 
Couro 
Pele de coelho 
Vidro 
Cabelo humano 
Fibra sintética 
Lã 
Chumbo 
Pele de gato 
Seda 
Alumínio 
Papel 
Algodão 
Aço 
Madeira 
Âmbar 
Borracha dura 
Níquel e cobre 
Latão e prata 
Ouro e platina 
Poliéster 
Filme de PVC 
Poliuretano 
Polietileno (fita adesiva) 
Polipropileno 
Vinil (PVC) 
Silicone 
Teflon 
+ 
- 
Materiais 
Pele humana seca 
Couro 
Pele de coelho 
Vidro 
Cabelo humano 
Fibra sintética 
Lã 
Chumbo 
Pele de gato 
Seda 
Alumínio 
Papel 
Algodão 
Aço 
Madeira 
Âmbar 
Borracha dura 
Níquel e cobre 
Latão e prata 
Ouro e platina 
Poliéster 
Filme de PVC 
Poliuretano 
Polietileno (fita adesiva) 
Polipropileno 
Vinil (PVC) 
Silicone 
Teflon 
+ 
-

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