1.2 Condutores e isolantes, carga por indução e processos de eletrização

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CARGA ELÉTRICA E CAMPO ELÉTRICO
Profª: Isabelle Aguiar
Janeiro de 2019
CONDUTORES E ISOLANTES; CARGA POR INDUÇÃO E PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO
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CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
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Condutores
> Possuem elétrons livres;
> Geralmente são metais;
> Ex: fios de cobre, corpo humana e a água.
Isolantes
> Não possuem elétrons livres;
> Geralmente são plásticos e borracha;
> Ex: pneus, cabos de panela e a madeira.
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CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
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Semi-condutores
> Possuem alguns elétrons livres;
> Geralmente são cerâmicas;
> Ex: silício e placas solares.
Super-condutores
> Possuem elétrons que se movem sem nenhuma resistência;
> Só conduzem a temperaturas extremamente baixas;
> Ex: mercúrio.
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As propriedades elétricas dos materiais dependem de sua estrutura e da natureza elétrica de seus átomos.
Carga:
(prótons) = - (elétrons)
Os átomos na natureza são eletricamente neutros.
APENAS OS ELÉTRONS SE SOLTAM DO ÁTOMO
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elétrons livres
CONDUTORES
menor energia de ligação
possuem uma grande quantidade de elétrons livres
Escoam a carga
não é possível observar carga por atrito
carga por indução
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CARGA POR INDUÇÃO
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elétrons
ISOLANTES
maior energia de ligação
possuem uma quantidade muito pequena de elétrons livres
Podem ser eletrizados por atrito e contato.
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ELETRIZAÇÃO POR ATRITO
neutros
eletricamente carregados
mesma carga ; sinais opostos ; atração
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ELETRIZAÇÃO POR ATRITO
Série triboelétrica
Materiais mais acima da tabela irão transferir elétrons para os materiais mais abaixo.
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ELETRIZAÇÃO POR CONTATO
mesmo sinal ; repulsão
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VISÃO GERAL
Materiais, no geral, podem ser classificados como condutores e isolantes;
Condutores possuem elétrons livres e podem acumular carga por meio da indução;
Isolantes não escoam carga e podem ser eletrizados por atrito e contato.
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Praticando um pouco...
Observe a figura. Nela temos cinco pares de placa: A, B e D são placas de plástico, e C é uma placa de cobre eletricamente neutra. As forças eletrostáticas entre três dos pares de placas estão indicadas. Os outros dois pares de placas se atraem ou se repelem?
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Praticando um pouco...
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Praticando um pouco...
Duas esferas condutoras idênticas, uma com carga inicial +Q e a outra inicialmente neutra, são colocadas em contato.
(a) Qual é a nova carga em cada esfera?
(b) Enquanto as esferas estão em contato, um bastão carregado positivamente é aproximado de uma das esferas, provocando uma redistribuição de cargas nas duas esferas de forma tal que a carga na esfera mais próxima ao bastão seja –Q. Qual é a carga na outra esfera?
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Praticando um pouco...
Duas esferas condutoras idênticas são carregadas por indução e, então, separadas por uma grande distância; a esfera 1 tem carga +Q e a esfera 2 tem carga –Q. Uma terceira esfera idêntica está inicialmente sem carga resultante. Se a esfera 3 tocar na esfera 1 e for afastada, e então tocar a esfera 2 e for afastada, qual é a carga final em cada uma das três esferas?
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Praticando um pouco...
Ao atritar o bastão de vidro com um pedaço de lã, após o atrito, o bastão de vidro pesa mais, menos ou igual?
Considere duas esferas metálicas leves penduradas em um fio de náilon. Uma das esferas possui uma carga negativa líquida, enquanto a outra não possui carga líquida.
(a) Quando as esferas são próximas, mas não se tocam, elas (i) se atraem, (ii) se repelem ou (iii) não exercem nenhuma força mútua?
(b) Caso as esferas se toquem, elas (i) se atraem, (ii) se repelem ou (iii) não exercem nenhuma força mútua?
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LISTA L1 – Parte 2
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Halliday e Resnick – 8ª ed., vol. 3 > Capítulo 21: 27 e 31.
Tipler – 6ª ed., vol. 2 > Capítulo 21: 02; 04; 06; 09; 19; 21 e 25.
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