Eletrização, força elétrica e campo elétrico Os antigos gregos já conheciam os fenômenos de atração e de repulsão, que ocorriam sempre que atritav...

Eletrização, força elétrica e campo elétrico

Os antigos gregos já conheciam os fenômenos de atração e de repulsão, que ocorriam sempre que atritavam pele de carneiro com pedaços de âmbar, uma resina vegetal fóssil. Ao fazer isso, eles percebiam que o âmbar atritado atraía os corpos que estavam próximos. Mas, se dois pedaços de âmbar eram atritados, eles se repeliam. A essas forças damos o nome de forças elétricas. Atualmente, sabemos que esses fenômenos estão ligados à estrutura da matéria, pois todos os corpos são formados de átomos. Cada átomo é constituído de partículas: os elétrons, os prótons e os nêutrons. Em nosso modelo simplificado de estudo, os prótons e os nêutrons estão fortemente coesos numa região central chamada núcleo, enquanto os elétrons giram ao seu redor, constituindo a eletrosfera. Os prótons se repelem entre si, assim como os elétrons. Porém, entre um próton e um elétron há atração. Para explicar essas ocorrências, estabeleceu-se que prótons e elétrons possuem uma propriedade física denominada carga elétrica.

TEMA
Princípios da Eletrostática
A Eletrostática é a parte da Física que estuda as propriedades e a ação mútua das cargas elétricas em repouso em relação a um sistema inercial de referência.

Princípio da atração e repulsão
Cargas elétricas de mesmo sinal repelem-se; cargas elétricas de sinais opostos atraem-se (fig. 1).

Figura 2 Os corpos A e B estão eletrizados com quantidades de cargas elétricas QA e QB. Durante o contato, acontece a troca de cargas entre eles. Após o contato, as novas quantidades de cargas elétricas serão QeA e QeB.

Figura 1 Representação da interação entre cargas.

QA + QB = QeA + QeB

Essa igualdade só é válida para um sistema eletricamente isolado, isto é, se o sistema não trocar cargas elétricas com o meio exterior.

Princípio de quantização das cargas elétricas
Existe uma carga elementar que não pode ser fracionada: é a carga do elétron, cujo valor absoluto em unidades do SI é e = 1,6 $ 10­‑19 C.

Um corpo eletrizado positiva ou negativamente apresenta falta ou excesso de n elétrons, sendo sua carga elétrica, em valor absoluto, dada por:

Q = n $ e , com n 9 b

A carga elétrica de um corpo é quantizada, isto é, ela é sempre um múltiplo inteiro de e (carga do elétron em valor absoluto).

Processos de eletrização
Eletrização por atrito
Ao atritarmos um bastão de vidro com um pedaço de lã, ocorre transferência de elétrons entre eles, de modo que um fica com falta e o outro, com excesso de elétrons. Os corpos que apresentam excesso ou falta de elétrons são chamados de corpos eletrizados. Se o número de prótons é igual ao número de elétrons, dizemos que o corpo está eletricamente neutro.

É possível perceber que a carga elétrica de um corpo pode ser quantificada, uma vez que os corpos podem receber ou ceder um maior ou um menor número de elétrons. A medida da carga elétrica que um corpo adquire recebe o nome de quantidade de carga elétrica e é representada por Q ou q.

Vale ressaltar que, na eletrização por atrito, além de adquirir cargas elétricas de sinais opostos, os corpos atritados apresentam quantidades de cargas elétricas de mesmo valor absoluto.

Princípio da conservação das cargas elétricas
Num sistema eletricamente isolado, a soma algébrica das quantidades de cargas positivas e negativas é constante (fig. 2).

De acordo com o princípio da conservação das cargas elétricas, a quantidade de carga elétrica total antes da troca é igual à quantidade de carga elétrica total depois da troca, isto é:


a) A B A B A B
b) QB QeA QeB
c) + + + - - -