apresentacao carga eletrica

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Princípios de Eletricidade e 
EletromagnetismoEletromagnetismo
CARGA ELÉTRICA
Prof. Me. Elvis Schmidt
Eletrostática é o ramo 
da Física que estuda as 
cargas elétricas em cargas elétricas em 
repouso e as interações 
atrativas ou repulsivas 
que ocorrem entre elas.
Imagem: Átomo de lítio estilizado / Halfdan./ GNU Free 
Documentation License.
Por volta de 600 a.C., Tales 
de Mileto já sabia que uma 
certa resina (âmbar 
amarelo), depois de atritada 
com uma substância seca 
(pele de gato), adquiria a 
FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio
Conservação de Carga Elétrica
(pele de gato), adquiria a 
propriedade de atrair corpos 
leves.
Imagem: Thales , um dos sete sábios da Grécia / Autor Desconhecido / 
Disponibilizado por Tomisti / Public Domain. 
No século XVI, Willian 
Gilbert já usava a expressão 
substância eletrizada, para 
caracterizar qualquer 
substância que, pelo atrito, 
adquiria a propriedade de 
FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio
Conservação de Carga Elétrica
adquiria a propriedade de 
atrair corpos leves.
Imagem: William Gilbert (1544 - 1603) / Autor Desconhecido / 
Disponibilizado por Hel-hama / Public Domain.
ESTRUTURA ATÔMICA
Prótons (p+)Prótons (p+)
Nêutrons (n0)
Elétrons (e-)
Estrutura atômica
Principais características dos átomos
• Cada átomo é composto de um núcleo positivamente carregado,
rodeado por elétrons negativamente carregados.
• Os elétrons de todos os átomos são idênticos. Cada um deles possui
mesma quantidade de carga negativa e a mesma massa.mesma quantidade de carga negativa e a mesma massa.
• Prótons e nêutrons constituem o núcleo. Os prótons são cerca de 1800
vezes mais massivos do que os elétrons, mas carregam consigo a mesma
quantidade de carga positiva que os elétrons possuem de carga negativa.
Os nêutrons possuem uma massa ligeiramente maior do que a dos
prótons e não possuem carga elétrica.
• Normalmente, os átomos possuem o mesmo número de prótons e
elétrons, de modo que possuem carga elétrica líquida nula (átomo
neutro).
FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio
Conservação de Carga Elétrica
Partícula Carga (coulomb = C) Massa (Kg)
elétron -1,6021917x10⁻¹⁹ 9,1095x10⁻³¹Kg
próton 1,6021917x10⁻¹⁹ 1,67261x10⁻²⁷Kgpróton 1,6021917x10⁻¹⁹ 1,67261x10⁻²⁷Kg
nêutron 0 1,67261x10⁻²⁷Kg
Estrutura atômica
Exemplo: O modelo de um átomo de hélio.
O núcleo atômico é formado por dois 
prótons e dois nêutrons.
Os prótons positivamente carregados 
atraem os dois elétrons negativamente 
carregados. 
A carga líquida deste átomo vale zero e, 
portanto, este átomo está eletricamente 
neutro.
Os portadores de carga elétrica são: 
elétrons - que transportam carga negativa; 
prótons – que possuem carga positiva. 
PORTADORES DE CARGAS
FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio
Conservação de Carga Elétrica
A unidade de medida de carga elétrica no Sistema
Internacional de Unidades (SI) é o Coulomb, cujo
símbolo é C, em homenagem ao físico francês Charles
Augustin Coulomb.
Carga elementar e Quantidade de Carga 
Elétrica
• 1 carga elétrica elementar (e) = 1,6 x 10-19 C 
(Coulomb).
• A quantidade de carga elétrica de um corpo é dada 
pela expressão:pela expressão:
Q = +/- n . eQ = +/- n . e Onde:
Q – quantidade de carga elétrica.
e – carga elétrica elementar
+/- número de prótons ou elétrons em excesso
DEFINIÇÕES
ÁTOMOS: são pequenas partículas que constituem tudo que é matéria. Os
átomos são formados por um núcleo e uma eletrosfera. A eletrosfera é
composta por elétrons (partículas de carga negativa) e o núcleo é composto por
prótons(partículas de carga positiva).
MOLÉCULAS: são combinações de átomos que formam a matéria. Exemplo: aMOLÉCULAS: são combinações de átomos que formam a matéria. Exemplo: a
água é um elemento da natureza de molécula H2O, ou seja, uma molécula de
água é formada de dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio.
ÍONS: são moléculas ou átomos que perderam ou ganharam elétrons, ou seja,
podem estar positivamente carregados caso tenham perdido elétrons ou
negativamente carregados caso tenham ganho elétrons.Os íons positivos (que
possuem mais prótons do que elétrons) são chamados de cátions.Os íons
negativos (possuem menos prótons que elétrons) são chamados de ânions.
CORPO ELETRICAMENTE NEUTRO
Quando um corpo 
qualquer apresenta o 
número de prótons igual 
ao número de elétrons, 
dizemos que o corpo está 
FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio
Conservação de Carga Elétrica
+ +
+
+
--
-
-dizemos que o corpo está eletricamente neutro, ou 
simplesmente neutro.
Nesse caso, ele terá carga 
elétrica total nula: 
número de p+ = número de e-
+
+
+
-
- -
Corpos neutros e corpos eletrizados
Corpo negativamente carregado: número de 
elétrons superior ao número de prótons.elétrons superior ao número de prótons.
Corpo positivamente carregado: número de 
prótons superior ao número de elétrons.
Corpo eletricamente neutro
Corpo eletrizado positivamente
Corpo eletrizado negativamente
PRINCÍPIO FUNDAMENTAL DA 
ELETROSTÁTICA
• Corpos de sinais iguais 
se repelem.
• Corpos de sinais
diferentes se atraem.
CONDUTORES E ISOLANTES
• Nos condutores, um ou mais dos elétrons das 
camadas mais externas desses átomos não 
estão firmemente presos aos núcleos. Estes 
elétrons são também chamados de elétrons elétrons são também chamados de elétrons 
livres.
• Em outros materiais, borracha e vidro, por 
exemplo, os elétrons estão firmemente ligados 
aos núcleos. Estes materiais são chamados de 
isolantes.
ELÉTRON LIVRES
“Desordem”
CONDUTORES E ISOLANTES
ELETRIZAÇÃO
• Eletrização é o processo no qual um corpo, 
inicialmente neutro, é eletrizado. 
FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio
Conservação de Carga Elétrica
• Neste processo os elétrons são adicionados ou 
removidos de um corpo.
• Alguns processos de eletrização: por atrito, por 
indução, por contato, por aquecimento, por pressão.
POR ATRITO
Foi o primeiro processo de eletrização 
conhecido. Quando duas substâncias 
de naturezas diferentes são atritadas, 
ambas se eletrizam. 
FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio
Conservação de Carga Elétrica
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Ex: Lã e vidro
GERADOR DE VAN DE GRAFF 
POR INDUÇÃO 
Quando um corpo 
neutro é colocado 
próximo de um corpo 
eletrizado, sem que 
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Conservação de Carga Elétrica
eletrizado, sem que 
haja contato entre 
eles, o corpo neutro 
se eletriza. Esse 
fenômeno é chamado 
indução eletrostática.
Imagem: um diagrama da indução eletrostática / しまでん / GNU Free Documentation 
License.
Indutor Induzido
POR CONTATO 
Quando um corpo neutro é colocado em contato com um 
corpo eletrizado, por meio de um fio condutor, o corpo 
neutro se eletriza.
FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio
POR AQUECIMENTO
Certos corpos, quando 
aquecidos, eletrizam-se, 
apresentando cargas elétricas 
FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio
Conservação de Carga Elétrica
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apresentando cargas elétricas 
de sinais contrários em doispontos diametralmente 
opostos. O fenômeno é 
chamado fenômeno 
piroelétrico. É mais comum em 
cristais, como na turmalina. 
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POR PRESSÃO
Certos corpos, quando comprimidos, eletrizam-se, 
apresentando cargas elétricas de sinais contrários nas 
extremidades. O fenômeno é chamado fenômeno 
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extremidades. O fenômeno é chamado fenômeno 
piezoelétrico. Também é mais comum em cristais, como 
turmalina, calcita e quartzo. 
SÉRIES TRIBOELÉTRICAS
A série triboelétrica foi criada para classificar os materiais que se eletrizam por
atrito, quanto à facilidade de trocarem cargas elétricas. Série triboelétrica é
portanto o termo utilizado para designar uma listagem de materiais em ordem
crescente quanto à possibilidade de perder elétrons. Ou seja, quanto maior a
facilidade em adquirir cargas positivas, mais alta é a posição que ocupa na tabela. É
o caso do atrito entre lã e PVC. Desse modo, foram classificados conforme o quadro
abaixo:
FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio
Conservação de Carga Elétrica
Vidro Mica Lã Seda Algodão Madeira Âmbar Enxofre Metais+ -
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abaixo:
SÉRIES TRIBOELÉTRICAS
Nota-se então que a otimização na transferência de cargas elétricas
acontece quando são atritados corpos dos extremos do quadro. Ou
seja, quando são atritados aquele que ocupa a posição mais alta do
quadro com o que ocupa a posição mais baixa da tabela. Isto é uma
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Conservação de Carga Elétrica
quadro com o que ocupa a posição mais baixa da tabela. Isto é uma
consequência da conservação das cargas elétricas, pois os elétrons
perdidos pelos corpos do topo do quadro são absorvidos pelos
corpos da posição mais baixa da tabela. O atrito de um corpo com o
vizinho imediatamente abaixo ou imediatamente acima, segundo
esta classificação, é menos favorável à troca de elétrons.
Os raios
• Uma nuvem pode ser eletrizar a partir das 
colisões entre as partículas que a constitui.
• Experiências realizadas com balões mostram 
que as nuvens de tempestades (responsáveis 
• Ao passar nas proximidades da superfície 
terrestre, a nuvem induz cargas de sinal 
contrário. 
que as nuvens de tempestades (responsáveis 
pelos raios) apresentam, geralmente, cargas 
elétricas positivas na parte superior e negativas 
na inferior.
Os raios
• Ao passar nas proximidades da superfície 
terrestre, a nuvem induz cargas de sinal 
contrário. 
O raio – ou descarga 
elétrica – é constituído 
de elétrons que, neste 
caso, são transferidos da 
nuvem para a superfície 
terrestre.
Os raios
Descarga elétrica da nuvem para o solo
O trovão é uma onda sonora provocada pelo aquecimento
do canal principal durante a subida da descarga de retorno.
Ele atinge temperaturas entre 20 e 30 mil graus Celsius em
apenas 10 microssegundos (0,00001 segundos). O ar
aquecido se expande e gera duas ondas: a primeira é uma
CURIOSIDADE
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Conservação de Carga Elétrica
aquecido se expande e gera duas ondas: a primeira é uma
violenta onda de choque supersônica, com velocidade
várias vezes maior que a velocidade do som no ar e que nas
proximidades do local da queda é um som inaudível para o
ouvido humano; a segunda é uma onda sonora de grande
intensidade a distâncias maiores. Essa constitui o trovão
audível.
RAIO, TROVÃO E RELÂMPAGORAIO, TROVÃO E RELÂMPAGO
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Conservação de Carga Elétrica
+
-
+ + +++++ +
- - ----- - - - -----
+ + + + + + +++
• Lenda: Se não está chovendo não caem raios.
• Verdade: Os raios podem chegar ao solo a até 15 km de distância do 
local da chuva.
• Lenda: Sapatos com sola de borracha ou os pneus do automóvel 
evitam que uma pessoa seja atingida por um raio.
• Verdade: Solas de borracha ou pneus não protegem contra os raios. 
No entanto, a carroceria metálica do carro dá uma boa proteção a 
quem está em seu interior; sem tocar em partes metálicas. Mesmo 
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Conservação de Carga Elétrica
quem está em seu interior; sem tocar em partes metálicas. Mesmo 
que um raio atinja o carro é sempre mais seguro dentro do que fora 
dele.
• Lenda: As pessoas ficam carregadas de eletricidade quando são 
atingidas por um raio e não devem ser tocadas.
• Verdade: As vítimas de raios não "dão choque" e precisam de urgente 
socorro médico, especialmente reanimação cardiorrespiratória.
• Lenda: Um raio nunca cai duas vezes no mesmo lugar.
• Verdade: Não importa qual seja o local ele pode ser atingido 
repetidas vezes, durante uma tempestade. Isso acontece até com 
pessoas.
PODER DAS PONTAS
ELETRICIDADE ESTÁTICA NO DIA A DIA
PRINCÍPIO DE CONSERVAÇÃO DA CARGA ELÉTRICA
Cargas elétricas de mesmo sinal se repelem e as de 
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Conservação de Carga Elétrica
Cargas elétricas de mesmo sinal se repelem e as de 
sinais opostos se atraem. Carga elétrica não se cria, 
não se perde, apenas se transfere. Num sistema 
eletricamente isolado, a soma das cargas elétricas 
é constante.
+
ANTES DO 
-
Q 1= 3Q Q = -5Q
++ --
Q
1
! Q
2
!+Q1 Q 2 = Q1! Q2!+
DEPOIS DO 
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Conservação de Carga Elétrica
ANTES DO 
CONTATO
DEPOIS DO 
CONTATO
Q1 Q2=Q1
! Q2
! += 3Q+(-5Q)=
2
== -2Q
2
-Q
Q
1
! Q
2
!= -Q=
2
CONSERVAÇÃO DA CARGA ELÉTRICA
Dentro de um sistema isolado, a soma algébrica, tanto das 
cargas positivas como negativas, irá permanecer constante. A 
função que representa a conservação das cargas elétricas é:
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Conservação de Carga Elétrica
Σ ΣQantes = Qapós
LEI DE COULOMB