2 - ELETRICIDADE

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FUNDAMENTOS DE FÍSICA E BIOFÍSICA
ELETRICIDADE EM PROCESSOS 
BIOLÓGICOS – I
ELETRICIDADE
ELETRICIDADE
• HISTÓRICO – CONCEITO - DIVISÕES
HISTÓRICO:
• O estudo da eletricidade se iniciou na 
Antigüidade, por volta do século VI a.C, com o 
filósofo e matemático grego Tales de Mileto.
• Ele, dentre os maiores sábios da Grécia 
Antiga, foi quem observou o comportamento 
de uma resina vegetal denominada de âmbar.
A resina protege as árvores de doenças
Fósseis em resina. Um inseto preso em âmbar. 
Este pedaço de âmbar mede 10 mm 
• Ao atritar essa resina com tecido e/ou pele de 
animal, Tales percebeu que daquele processo 
surgia uma importante propriedade:
• O âmbar adquiria a capacidade de atrair 
pequenos pedaços de palha e/ou pequenas 
penas de aves.
• Em grego, a palavra elektron significa âmbar, 
a partir desse vocábulo surgiram as palavras 
elétron e eletricidade.
SEGURANÇA ELETRÔNICA, CERCA ELÉTRICA, 
ELETRICIDADE PREDIAL 
• No século XVI, o médico da rainha Elizabeth I, 
da Inglaterra, Willian Gilbert, descobriu que 
era possível realizar a mesma experiência de 
Tales com outros materiais. 
• Gilbert realizou vários estudos e experiências, 
sendo uma delas as formas de atrito entre os 
materiais.
pilão (aumenta o atrito entre o concreto e o solo elevando a 
capacidade 
• Já no século XVIII o cientista norte-americano 
Benjamin Franklin, o inventor do pára-raios, 
teorizou que as cargas elétricas eram um fluido 
elétrico que podia ser transferido entre os 
corpos.
• Contudo, hoje já se sabe que os elétrons é que 
são transferidos. 
• O corpo com excesso de elétrons está 
eletricamente negativo,
• ao contrário do corpo com falta de elétrons, que 
se encontra eletricamente positivo.
Quando a concentração de cargas no centro 
positivo 
CONCEITO:
• A eletricidade é um fenômeno físico originado 
por cargas elétricas estáticas ou em 
movimento e por sua interação. 
• Quando uma carga se encontra em repouso, 
produz forças sobre outras situadas à sua 
volta. 
• Se a carga se desloca, produz também campos 
magnéticos. 
• Há dois tipos de cargas elétricas, chamadas 
positivas e negativas.
• As cargas de nome igual (mesmos sinais) se 
repelem,
• e as de nomes distintos (sinais diferentes) se 
atraem.
• Há dois tipos de cargas elétricas, chamadas 
positivas e negativas. 
• As cargas de nome igual (mesmos sinais) se 
repelem,
• e as de nomes distintos (sinais diferentes) se 
atraem.
• A eletricidade se origina da interação de certos 
tipos de partículas sub-atômicas.
• A partícula mais leve que leva carga elétrica é o 
elétron,
• que assim como a partícula de carga elétrica 
inversa à do elétron , 
• o próton, transporta a unidade fundamental de 
carga positiva.
• Cargas elétricas de valor menor são tidas como 
existentes em subpartículas atômicas como os 
quarks.
• Os átomos em circunstâncias normais contêm 
elétrons, e freqüentemente os que estão mais 
afastados do núcleo se desprendem com 
muita facilidade.
• Em algumas substâncias, como os metais, 
proliferam-se os elétrons livres.
• Desta maneira, um corpo fica carregado 
eletricamente graças à reordenação dos 
elétrons
átomo
• Um átomo normal tem quantidades iguais de 
carga elétricas positiva e negativa, portanto é 
eletricamente neutro.
• A quantidade de carga elétrica transportada 
por todos os elétrons do átomo, que por 
convenção são negativas, está equilibrada 
pela carga positiva localizada no núcleo. 
• Se um corpo contém um excesso de elétrons 
ficará carregado negativamente.
• Ao contrário, com a ausência de elétrons, 
um corpo fica carregado positivamente,
• devido ao fato de que há mais cargas elétricas 
positivas no núcleo.
• Eletricidade é a passagem de elétrons em um 
condutor.
• Bons condutores são na grande maioria da 
família dos metais: ouro, prata e alumínio, 
• assim como alguns novos materiais de 
propriedades físicas alteradas que conduzem 
energia com a mínima perda de energia 
denominados supercondutores. 
Bons condutores 
O Nióbio é um supercondutor.
 Supercondutor é aquele material que conduz tão bem a eletricidade que, por 
isso, é capaz de fazer coisas bem especiais, dentre elas, 
por exemplo, aquele trem MagLev que anda flutuando sobre os trilhos e, por 
isso, é capaz de atingir velocidades de até  700 km/h.
• Já a porcelana, o plástico, o vidro e a 
borracha são bons isolantes.
• Isolantes são materiais que não permitem o 
fluxo da eletricidade.
Alguns conceitos importantes que 
dizem respeito à eletricidade:
• Campo elétrico: Efeito produzido por uma 
carga o qual pode exercer força sobre outras 
partículas carregadas. 
• Potencial elétrico: Capacidade de um campo 
elétrico de realizar trabalho.
• No SI (Sistema Internacional de Unidades) é 
medido em volt (V). 
Campo elétrico
O excesso de tensão é enviado para a terra, 
mantendo o potencial elétrico 
 Potencial Elétrico – diferença 
de concentração iônica.
• Corrente elétrica: Quantidade de carga que 
ultrapassa determinada secção em um dado 
intervalo de tempo. 
• No SI é medido em ampère (A). 
• Potência elétrica: Quantidade de energia 
convertida em um dado intervalo de tempo. 
• Carga elétrica: Grandeza proveniente dos 
níveis subatômicos. 
corrente elétrica circulando por um circuito 
fechado 
Corrente elétrica
luminoso (que é quanto a lâmpada ilumina) 
pela potência elétrica 
carga elétrica se movimenta em um fio 
metálico?
O estudo da eletricidade se divide em 
três grandes partes: 
• Eletrostática: é a parte que estuda o 
comportamento das cargas elétricas em 
repouso como, por exemplo:
• o estudo e compreensão do que é carga 
elétrica, 
• o que é campo elétrico e o que é potencial 
elétrico.
Eletrostática: é a parte que estuda o 
comportamento das cargas elétricas em 
repouso 
Eletrostática
• Eletrodinâmica: essa é a parte que estuda as 
cargas elétricas quando em movimentação. 
• Ela estuda o que é corrente elétrica, os 
elementos de um circuito elétrico (resistores 
e capacitores),
• bem como a associação deles, tanto em série 
quanto em paralelo.
Eletrodinâmica
transistor
Capacitores em um circuito elétrico
energia elétrica 
• Eletromagnetismo: nessa parte se estuda o 
comportamento e o efeito produzido pela 
movimentação das cargas elétricas.
• É a partir desse estudo que fica possível 
entender como ocorrem as transmissões de 
rádio e televisão,
• bem como entender o que vem a ser campo 
magnético, força magnética e muito mais.
representa a fonte (por exemplo, de radiação 
eletromagnética)
Eletromagnetismo
efeito do campo magnético terrestre
CARGA ELÉTRICA
• CONCEITO:
• Carga elétrica é uma propriedade física 
fundamental e é esta propriedade que 
determina algumas das 
interações eletromagnéticas
carga elétrica se movimenta em um fio 
metálico
• Esta carga está armazenada em grande 
quantidade nos corpos ao nosso redor, mas a 
percepção dela não ocorre facilmente. 
• Acredita-se na existência de dois tipos de 
carga, positiva e negativa, que em equilíbrio 
não são perceptíveis.
• 
• Quando há tal igualdade ou equilíbrio de 
cargas em um corpo, 
• diz-se que está eletricamente neutro, ou seja, 
está sem nenhuma carga líquida para interagir 
com outros corpos.
eletricamente neutro
• Um corpo está carregado quando possui 
uma pequena quantidade de carga 
desequilibrada ou carga líquida. 
• Objetos carregados interagem exercendo 
forças uns sobre os outros.• Entre partículas elétricas existem forças 
gravitacionais de atração devido às massas 
das mesmas ,
• e forças elétricas de atração ou repulsão 
devido à carga elétrica das mesmas.
• Todas partículas elementares eletrizadas 
possuem diferentes cargas elétricas em valor 
absoluto. 
• As partículas elementares são :
• o próton, 
• o elétron 
• e o nêutron.
 
UNIDADES DE MEDIDA
• A unidade de medida de carga elétrica no 
Sistema Internacional de Unidades (SI) é o 
coulomb (C),
• que recebeu este nome em homenagem ao 
físico francês Charles Augustin de Coulomb.
• Pela lei de Coulomb, duas cargas elétricas 
pontuais de 1 coulomb separadas de um metro 
exercem uma sobre a outra uma força de 9 × 109 
N, 
• isto é, aproximadamente o peso de 900 000 
toneladas.
• O coulomb é, portanto, uma unidade de ordem 
de grandeza elevada para exprimir quantidades 
de cargas estáticas e utilizam-se geralmente seus 
sub-múltiplos :
• microcoulomb (μC) ou nanocoulomb (nC).
 Em Hiroshima foi jogada a bomba atômica “Little Boy
física contemporânea foi a base para a criação da bomba 
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