Eletroestática (Física elétrica)

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Eletroestática
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· Estuda cargas elétricas em repouso e seus fenômenos.
Carga elétrica
· É um conceito criado para determinar a interação entre outros corpos eletrizados.
· Corpos eletrizados seriam aqueles com diferença de prótons e elétrons.
· Prótons são cargas eletricamente positivas, enquanto elétrons são cargas eletricamente negativas.
· Quando o número de prótons e elétrons de um corpo estão iguais/balanceados, é dito que este corpo está neutro.
· A unidade de medida da carga elétrica é o Coulomb (C).
· O Coulomb deriva do Ampère.
· A quantidade de carga elétrica do Coulomb equivale a quantidade de carga que é transportada por uma corrente de 1 ampère por segundo, ou seja, é possível afirmar que 1 C equivale a 1 A.
· O valor do próton e do elétron é nomeado como carga fundamental, ela é o menor valor de carga elétrica encontrada na natureza, sendo aproximadamente 1,6.10-19.
· A sua fórmula é dada por:
Onde:
Q = carga elétrica
n = quantidade de elétrons
e = carga elementar.
Princípios da Eletroestática
· Conservação da carga elétrica – A soma da carga de um sistema isolado não altera.
· Quantização – A carga é sempre o múltiplo do valor da carga fundamental/elementar.
Eletrização
· Processo que gera uma diferença entre prótons e elétrons.
· Existem três tipos de eletrização, sendo eles: por contato, por atrito e por indução.
Atrito
· Neste caso ocorre a fricção/atrito entre dois corpos, onde irá acontecer uma transferência de elétrons de um corpo para o outro, deixando os dois corpos com sinais diferentes.
· Se torna necessário ver a afinidade de eletrização entre os corpos na tabela triboelétrica, para saber se eles ficarão positivos ou negativos.
· Quanto maior a distância entre os elementos na tabela triboelétrica, maior será a eletrização.
Indução
· Ocorre pela aproximação de dois corpos, onde um deles será um corpo eletricamente carregado (nomeado de indutor), e outro será um condutor (nomeado de induzido).
· A aproximação do corpo eletrizado fará uma separação das cargas do condutor, levando elas a uma das extremidades do corpo. Logo depois da separação, aterra-se o corpo condutor no chão, fazendo com que suas cargas se movam por um fio-terra.
Contato
· Ocorre entre dois corpos condutores, onde um deles está eletrizado e outro está neutro.
· Quando os dois corpos entram em contanto as cargas do corpo neutro são transferidas para o corpo eletrizado, até que ele fique com a mesma carga que o eletrizado.
Campo elétrico
· É uma grandeza física vetorial dada as cargas elétricas. Este conceito define a forma como as cargas vão influenciar no espaço que existe ao seu redor, podendo ser de aproximação ou afastamento.
· Ao campo elétrico é relacionado uma grandeza nomeada de vetor campo elétrico. A força elétrica e o vetor possuem a mesma direção, e dependo do sinal da carga, eles podem ter ou não o mesmo sentido.
· Sua unidade de medida é o Newton por Coulomb (N/C) ou o Volt por metro (V/m).
· É possível calcular a intensidade deste campo, usando as fórmulas:
 e 
Sendo:
E: intensidade do campo elétrico (N/C)
k0: constante eletrostática no vácuo (9.109 N.m2/C2)
|Q|: módulo da carga (C)
d: distância entre a carga e um ponto do campo
F: força elétrica
q: carga elétrica
Força e energia eletroestática
· Força eletroestática é a força que uma carga faz sobre outra. Quando elas possuem o mesmo sinal a força entre elas é de repulsão, mas se forem de sinais contrários a força será de atração.
Sua fórmula é dada pela expressão:
Sendo:
k = constante eletrostática
q1 e q2 = cargas elétricas
r = distância entre as cargas
OBS: No vácuo, a constante eletroestática é dada pelo valor de 9.109 N.m2 /C2, mas ela pode aparecer em outros meios (como água, benzeno e petróleo) e receber outros valores.
Potencial elétrico
· É o trabalho da força elétrica atuando sobre uma carga eletrizada.
· O potencial elétrico tem como unidade de medida o Volt, ou o Joule por Coulomb.
· Sua fórmula é dada pela expressão:
Sendo:
VA: Potencial elétrico do ponto A (V)
TAB: Trabalho da força elétrica ao deslocar a carga do ponto A ao ponto B (J)
q: Carga elétrica (C)
Diferença de potencial
· É o trabalho que deve ser feito por uma carga para que ela consiga se deslocar de um ponto para o outro.
· Conhecido também como tensão.
· Sua unidade de medida é o Volt.
· Sua fórmula é dada pela expressão:
Sendo:
U: diferença de potencial (V)
VA: potencial elétrico em um ponto A (V)
VB: potencial elétrico em um ponto B (V)
Blindagem eletroestática
· Conhecida também como Gaiola de Faraday, foi um experimento que mostrou que, um corpo dentro de um condutor não recebe descargas elétricas, pois as cargas elétricas se distribuem igualmente sobre a superfície do condutor, mantendo distância uma das outras devido a força de repulsão.
Fórmulas
· Q = n.e
· e 
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