Aula 01 - Eletrostática
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Aula 01 - Eletrostática

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Circuitos Elétricos
Aula 01
Prof.ª Larissa
2019
Sumário
\u2022 Bibliografia
\u2022 Eletrostática
\u2022 Introdução
\u2022 Átomos
\u2022 Carga elétrica
\u2022 Quantização de carga elétrica
\u2022 Processos de eletrização
\u2022 Lei de Coulomb
\u2022 Exercícios
Bibliografia
\u2022 Básica 
BOYLESTAD, R. L. Introdução à análise de circuitos. 10.ed. São Paulo,
Pearson, 2004.
CAPUANO, F. G. & MARINO, M. A. M. Laboratório de eletricidade e
eletrônica. 19/23/24ed. São Paulo, Érica, 1998/2002/2007/2010.
MARIOTTO, P. A. Análise de circuitos elétricos. São Paulo, Prentice Hall,
2003.
Bibliografia
\u2022 Complementar 
ALBUQUERQUE, R. O. Análise de circuitos em corrente alternada. 2.
ed. São Paulo: Érica, 2010/2011.
ALBUQUERQUE, R. O. Análise de circuitos em corrente contínua. 21.
ed. São Paulo: Érica, 2010/2013.
IRWIN, J. D. Análise de circuitos em engenharia. 4. ed. São Paulo,
Pearson, 2000.
Bibliografia
\u2022 Complementar 
MARKUS, O. Circuitos elétricos - corrente contínua e corrente 
alternada - teoria e exercícios. 9. ed. São Paulo, Érica, 2011. 
SANTANA, E. S.; SILVA JUNIOR, I. J. Teoria e análise de circuitos 
elétricos para cursos técnicos e tecnológicos. Rio de Janeiro, 
Interciência, 2011.
BRAGA, N. C. Curso de Eletrônica Vol. 1 \u2013 Eletrônica Básica. Instituto 
NCB, 2012. *
Bibliografia
\u2022 Complementar 
DORF, R. C.; SVOBODA, J. A. Introdução aos circuitos elétricos. 8. ed. 
Rio de Janeiro, LTC, 2012. * 
NILSSON, J. W.; RIEDEL, S. A. Circuitos elétricos. 8. ed. São Paulo, 
Pearson Prentice Hall, 2009. *
OPEN CLIPART. Disponível em: <https://openclipart.org/>.
CLIPART. Disponível em: <https://www.clipart.com/en/>.
Eletrostática - Introdução
\u2022O que é carga elétrica? Estrutura didática de um átomo:
Disponível em: <https://theconversation.com/david-vs-goliath-what-a-tiny-electron-can-tell-us-about-the-structure-of-the-universe-105564>
Prótons
Nêutrons
Elétrons
Toda a matéria que conhecemos é constituída por
pequenas partículas denominadas átomos. Os
átomos, por sua vez, são compostos por partículas
ainda menores. Estas partículas, que chamamos
de elétrons, prótons e nêutrons, possuem
propriedades que chamamos de \u201ccargas elétricas\u201d.
Núcleo
Por convenção, cargas dos elétrons são ditas
negativas (\u2212), enquanto cargas dos prótons são
ditas positivas (+). Os nêutrons não possuem
cargas elétricas.
Eletrostática - Introdução
\u2022O que é carga elétrica?
Disponível em: <https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?e>
Carga elétrica, portanto, é uma propriedade física intrínseca de partículas
elementares constituintes dos átomos, que influencia na forma como estas
partículas interagem entre si, como veremos.
Um elétron é muito mais leve do que um próton, mas possui a mesma
quantidade de carga elétrica, em polaridade oposta. Esta quantidade é
medida em coulomb (C), em homenagem ao físico francês Charles-Augustin
de Coulomb (1736 \u2013 1806).
\u22121,60217634 × 10\u221219 \ud835\udc36 1,60217634 × 10\u221219 \ud835\udc36
Carga elementar (\ud835\udc52)
Quantidade, em \ud835\udc36, de carga elétrica de uma partícula elementar
Eletrostática - Introdução
\u2022 Interação entre cargas:
Disponível em: <https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?e>
Cargas elétricas de mesmo sinal se repelem. 
Cargas de sinais opostos se atraem.
Repulsão
Repulsão
Atração
Um átomo que apresenta nº de prótons igual
ao de elétrons está eletricamente neutro. Se
o átomo perder um ou mais elétrons, o nº de
prótons no núcleo passa a predominar e o
átomo passa a manifestar propriedades
elétricas, tornando-se um íon positivo. Se o
átomo receber elétrons, ele passará a
manifestar comportamento elétrico oposto
ao anterior, tornando-se um íon negativo.
Eletrostática - Introdução
\u2022Definição de eletrostática:
Disponível em: <https://www.google.com.br/search?q=Dicion%C3%A1rio&zx=1565219371255#dobs=eletrost%C3%A1tica>
Eletrostática é o ramo da física que investiga as propriedades e o 
comportamento de cargas elétricas em repouso.
No início dos estudos da eletricidade, pouco se conhecia sobre sua natureza e
comportamento. Muitos dos estudos envolviam corpos que acumulavam
cargas elétricas, ou seja, corpos eletricamente carregados.
Como estas cargas não se moviam, a não ser quando os corpos eram
descarregados ou carregados, a eletrostática teve grande importância.
Hoje, fenômenos dinâmicos passaram a ser mais importantes, mas alguns
componentes, como transistores de efeito de campo (FET), operam com base
em princípios eletrostáticos.
Eletrostática - Eletrização
BRAGA, N. C. Curso de Eletrônica Vol. 1 \u2013 Eletrônica Básica. Instituto NCB, 2012 
A tendência natural dos corpos é manter um estado de neutralidade, ou seja,
mesmo número de cargas positivas e negativas. Estas cargas se cancelam e,
com isso, nenhum fenômeno de natureza elétrica se manifesta.
Corpo eletrizado 
positivamente
Corpo eletrizado 
negativamenteCorpo neutro
Átomos que constituem o
corpo têm o mesmo número
de prótons e de elétrons
Átomos que constituem o 
corpo perderam elétrons
Átomos que constituem o 
corpo ganharam elétrons
Exercícios
1. Um corpo condutor, inicialmente neutro, perde 5 × 1013 elétrons.
Considerando a carga elementar \ud835\udc52 = 1,6 × 10\u221219 \ud835\udc36, qual será a carga
elétrica (\ud835\udc44) no corpo após esta perda de elétrons?
Disponível em: <https://www.sofisica.com.br/conteudos/exercicios/eletrostatica.php>
Quantização de carga elétrica:
\ud835\udc44 = \ud835\udc5b\ud835\udc52
onde, no SI:
\ud835\udc44: carga elétrica no corpo [\ud835\udc36]
\ud835\udc5b: diferença entre o número de prótons
e elétrons do corpo
\ud835\udc52: carga elementar, com sinal da carga
predominante no corpo [\ud835\udc36]
Como o corpo perdeu elétrons, sua 
carga elétrica predominante é positiva:
\ud835\udc44 = \ud835\udc5b\ud835\udc52
\ud835\udc44 = 5 × 1013 × 1,6 × 10\u221219
\ud835\udc44 = 8 × 10\u22126 \ud835\udc36
R: A carga elétrica no corpo equivale a
+ 8 × 10\u22126 \ud835\udc36, ou +8 \ud835\udf07\ud835\udc36.
Exercícios
2. Um corpo possui 4 × 1019 prótons e 5 × 1019 elétrons. Considerando
a carga elementar 1,6 × 10\u221219 \ud835\udc36, qual a carga deste corpo?
Disponível em: <https://www.sofisica.com.br/conteudos/exercicios/eletrostatica.php>
Quantização de carga elétrica:
\ud835\udc44 = \ud835\udc5b\ud835\udc52
onde, no SI:
\ud835\udc44: carga elétrica no corpo [\ud835\udc36]
\ud835\udc5b: diferença entre o número de prótons
e elétrons do corpo
\ud835\udc52: carga elementar, com sinal da carga
predominante no corpo [\ud835\udc36]
Como o corpo ganhou elétrons, sua 
carga elétrica predominante é negativa:
\ud835\udc44 = 5 × 1019 \u2212 4 × 1019 × \ud835\udc52
\ud835\udc44 = 1 × 1019 × (\u22121,6 × 10\u221219)
\ud835\udc44 = \u22121,6 \ud835\udc36
R: A carga elétrica no corpo equivale a
\u2212 1,6 \ud835\udc36.
Eletrostática - Eletrização
\u2022Processos de eletrização:
Disponível em: <https://conteudoonline.objetivo.br/MP>
Pode-se retirar ou colocar elétrons em corpos, ou seja, eletrizá-los, por meio
de três processos:
Eletrização por atrito
Atritando-se dois corpos, inicialmente neutros,
constituídos de substâncias diferentes, um deles
cede elétrons e o outro os recebe. Ao final, estarão
ambos eletrizados e com cargas elétricas opostas. É
mais fácil eletrizar por atrito um corpo de
substâncias isolantes do que um condutor.
Vidro com seda: elétrons migram do vidro para seda. Vidro 
fica eletrizado positivamente e a seda negativamente. 
Eletrostática - Eletrização
\u2022Processos de eletrização:
Eletrização por contato
Quando um corpo neutro é posto em contato com um corpo eletrizado,
eletriza-se com carga do mesmo sinal. Acontece principalmente para corpos
condutores.
Disponível em: <https://conteudoonline.objetivo.br/MP>
Esferas de alumínio: Esfera A, eletrizada negativamente, doa elétrons quando posta em 
contato com a esfera B. Ao final, ambas ficam eletrizadas negativamente. Porém, a esfera A 
termina com menor quantidade de elétrons em excesso.
Eletrostática - Eletrização
\u2022Processos de eletrização:
Disponível em: <https://conteudoonline.objetivo.br/MP>
Eletrização por indução
Quando um corpo neutro é colocado próximo de um corpo