ELETROSTÁTICA Processos de eletrização Estrutura atômica Principais características dos átomos Cada átomo é composto de um núcleo positivamente car...

ELETROSTÁTICA Processos de eletrização Estrutura atômica Principais características dos átomos Cada átomo é composto de um núcleo positivamente carregado, rodeado por elétrons negativamente carregados. Os elétrons de todos os átomos são idênticos. Cada um deles possui mesma quantidade de carga negativa e a mesma massa. Prótons e nêutrons constituem o núcleo. Os prótons são cerca de 1800 vezes mais massivos do que os elétrons, mas carregam consigo a mesma quantidade de carga positiva que os elétrons possuem de carga negativa. Os nêutrons possuem uma massa ligeiramente maior do que a dos prótons e não possuem carga elétrica. Normalmente, os átomos possuem o mesmo número de prótons e elétrons, de modo que possuem carga elétrica líquida nula (átomo neutro). Exemplo: O modelo de um átomo de hélio. O núcleo atômico é formado por dois prótons e dois nêutrons. Os prótons positivamente carregados atraem os dois elétrons negativamente carregados. A carga líquida deste átomo vale zero e, portanto, este átomo está eletricamente neutro. Eletricidade Tudo depende do eletron Série triboelétrica Mão humana Pele de coelho Vidro Nylon Seda Papel Borracha Acetato Poliester isopor PVC Mais positivo Mais negativo Exemplo: vidro com seda Vidro (+) e seda (-) A série indica para onde nos transferimos quando 2 materiais são colocados em forte contato, como o atrito. Condutores e Isolantes. Não possuem elétrons livres. As cargas ficam localizadas. O material isolante não transmite eletricidade. Eletrização e Neutralização por contato MATERIAL CONDUTOR Possuem elétrons livres. Eles podem se movimentar, e levar energia de um ponto para outro Processo de separação de cargas que ocorre num condutor sob influência de cargas externas externas. Indução eletrostática Temos muita mobilidade dentro de um condutor. Sob a influência de uma carga externa nós deixamos uma região negativa e outra positiva. O eletróforo de Volta Eletrizando por indução O sinal da carga residente no corpo eletrizado é oposto ao da carga indutora. A nossa tendência é “fugir” para mais longe possível de outras cargas negativas. Principalmente quando um condutor permite que isto ocorra. O experimento de Coulomb F = kq1q2/d2 Charles A Coulomb (1736 – 1806) Cargas eletricas Unidade de carga 1 coulomb = 1 C Constante de Coulomb k = 9×109 N/C2·m2 Entre nós, cargas negativas, a força elétrica é de repulsão. O mesmo ocorre entre cargas positivas. Porém entre nós e os protons,cargas de sinais opostos, ela é de atração. Quanto mais próximos, mais intensa é a força elétrica. A nossa carga é chamada de “carga elementar” e é simbolizada pela letra “e”. Quantos de nós são necessários para constituirmos uma carga 1 C? 625 x 1016 cargas elementares são necessários para formar 1 C Carga elementar e Quantidade de Carga Elétrica 1 carga elétrica elementar (e) = 1,6 x 10-19 C (Coulomb). A quantidade de carga elétrica de um corpo é dada pela expressão: Q = +/- n . e Onde: Q – quantidade de carga elétrica. e – carga elétrica elementar +/- número de prótons ou elétrons em excesso Corpos neutros e corpos eletrizados Os objetos materiais são formados por átomos, o que significa que eles são constituídos de elétrons e prótons (e nêutrons). Um objeto neutro possui mesmo número de elétrons e prótons. Um corpo eletrizado (ou eletricamente carregado) apresenta um desequilíbrio nos números de prótons e elétrons. Corpo negativamente carregado: número de elétrons superior ao número de prótons. Corpo positivamente carregado: número de prótons superior ao número de elétrons. PRINCÍPIO FUNDAMENTAL DA ELETROSTÁTICA Corpos de sinais iguais se repelem. Corpos de sinais diferentes se atraem. Condutores e isolantes Nos condutores, um ou mais dos elétrons das camadas mais externas desses átomos não estão firmemente presos aos núcleos. Estes elétrons são também chamados de elétrons livres. Em outros materiais, borracha e vidro, por exemplo, os elétrons estão firmemente ligados aos núcleos. Estes materiais são chamados de isolantes. Processos de eletrização Eletrização é o processo no qual um corpo, inicialmente neutro, é eletrizado. Neste processo os elétrons são adicionados ou removidos de um corpo. Existem três processos de eletrização: Atrito, contato e indução. Eletrização por atrito Ocorre quando atritamos dois corpos de substâncias diferentes (ou não), inicialmente neutros, e haverá transferência de elétrons de um corpo para o outro, de tal forma que um corpo fique eletrizado positivamente (cedeu elétrons), e outro corpo fique eletrizado negativamente (ganhou elétrons) Ex: Lã e vidro Ao final do processo temos dois corpos eletrizados. O vidro carregado positivamente e a lã negativamente. Inicialmente a lã e vidro estão neutros e, portanto, em cada objeto encontramos o mesmo número de prótons e elétrons. Ao atritar os dois objetos os elétrons são transferidos do vidro para a lã. Eletrização por contato Ocorre quando um corpo eletrizado é colocado em contato com um corpo neutro. O excesso de carga do corpo eletrizado é distribuído entre os dois corpos. Quando os dois corpos possuem as mesmas dimensões, a carga é igualmente distribuída.