Conceitos Iniciais sobre Eletricidade Aprenda tudo que você precisa

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Cargas Elétricas - Teoria

Nessa aula, estudaremos as principais propriedades das cargas elétricas.

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    lockLei de Coulomb - Teoria

    lockCampo Elétrico - Teoria

    lockLei de Gauss - Teoria

    lockPotencial Elétrico - Teoria

    lockExercícios sobre eletricidade - Exercícios

    lockResumo - conceitos iniciais sobre eletricidade - Resumo

  • E aí, pessoal, tudo bem? Eu sou o Vitor e hoje eu vou ensinar pra vocês Física III.
    A aula de hoje vai ser sobre cargas elétricas. É uma aula um pouquinho conceitual, não vai ter muito exercício não, mas são conceitos que são bastante importantes pra gente estudar e conhecer todo o resto do curso.
    Então, eu vou mostrar pra vocês um negocinho aqui, uma caveira. Toda vez que aparecer essa caveira aqui, é pra gente prestar atenção porque a caveira indica o perigo.
    Então como ninguém quer ficar em apuros, é bom prestar atenção, não é? São coisas que são mais importantes na matéria.
    E hoje o que a gente vai ter que ver? Vamos ver o que são cargas elétricas vamos ver um pouquinho das propriedades das cargas elétricas Olha a caveira aqui, hein?
    Vamos prestar atenção. Vamos ver um pouquinho de isolantes e condutores e vamos entender um pouquinho dos tipos de eletrização.
    O que são cargas elétricas, pessoal? A carga elétrica, na verdade, ela é uma propriedade da matéria.
    Que propriedade é essa? Uma propriedade onde acontece atração ou repulsão eletrostática quando a gente aproxima dois corpos carregados.
    Mas o que isso quer dizer? Quando eu pego uma carga e aproximo de outra carga, a gente vai ver que elas vão ser atraídas ou repelidas.
    Elas vão tentar se juntar ou vão tentar se separar. Tudo bem?
    E aí a gente pode entender, então, algumas propriedades de cargas elétricas. Então as propriedades das cargas elétricas são atração ou repulsão.
    As cargas elétricas, elas podem ser conservadas em um sistema fechado. A gente vai falar um pouquinho mais disso pra frente.
    E a carga elétrica é quantizada. Existe uma quantização da carga elétrica.
    Lá no século XVIII, um pesquisador chamado Benjamin Franklin ele descobriu que as cargas elétricas podiam ser positivas ou negativas. Então essa é uma das propriedades das cargas elétricas.
    Vamos entender melhor como é que isso funciona. Vamos pegar um bastão de borracha e deixar ele pendurado num cordão e um bastão com cargas negativas, vamos colocá-las nesse bastão de borracha.
    Se a gente colocar carga positiva em um bastão de vidro e aproximar esse bastão de vidro nesse bastão de borracha aqui, a carga negativa do bastão de borracha vai ser atraída pela positiva do bastão de vidro. E eles vão sofrer uma força de atração, as cargas vão tentar se juntar.
    E o bastão de borracha vai se curvar na direção do bastão de vidro. Agora vamos imaginar um outro exemplo aqui.
    Vamos pegar um bastão de borracha com cargas negativas. E aí vou pegar outro bastão de borraha com carga negativa também.
    Aí quando a gente aproximar um bastão do outro, acontece uma força de repulsão. Porque esse bastão aqui vai tentar se afastar desse bastão de borracha.
    Então aparece aqui outras propriedades. Quais são essas propriedades?
    Que cargas iguais elas se repelem. Então uma carga negativa com uma carga negativa, elas vão sofrer uma força aqui para afastá-las.
    E uma carga positiva com uma carga positiva, também vai sofrer uma força. para afastar essas partículas uma da outra.
    E cargas diferentes, elas se atraem. Então o que isso quer dizer?
    Vamos pegar uma carga negativa com uma positiva, ou seja, de sinais opostos. Elas vão ter uma força pra atrair, pra juntar essas duas cargas.
    E agora a gente pode ter mais uma propriedade de cargas elétricas Que é a conservação da carga elétrica em um sistema fechado. O que é um sistema fechado?
    É um sistema onde ninguém vai lá e bagunça esse sistema. Ninguém mexe com ele.
    Vou imaginar aqui um lugar em que existe só uma pessoa com seu cabelinho bonitinho aqui e a bexiga neutra, cabelo neutro sem excesso de carga e a bexiga neutra sem excesso de cargas. Agora vamos fazer aquilo que a gente faz nas festas de aniversário pegar a bexiga e esfregar no cabelo da menina ali.
    Aí esfregando a bexiga no cabelo da menina, a gente vai ver que vai ter, obviamente, vão passar elétrons do cabelo da menina para a bexiga. Então o cabelo vai ficar carregado positivamente e a bexiga vai ficar carregada negativamente.
    E aí aquele momento que ela mais gosta quando a gente afastar a bexiga do cabelo dela, o cabelo vai ficar todo esvoaçado aqui, vai ficar sendo atraído pela bexiga. Então o cabelo com cargas positivas e a bexiga com cargas negativas, por isso que eles se atraem.
    O que é interessante aqui? Se a gente contar o número de cargas que tem no cabelo e o número de cargas que tem na bexiga, se não tiver nenhuma outra fonte interferência, se ninguém vier dar carga aqui para esse sistema, se eu somar essas cargas aqui, elas têm que ser igual a carga no sistema inicial, então carga positiva e carga negativa vai ter que dar zero.
    E outra característica de cargas elétricas é que as cargas elétricas são quantizadas, isso lembra um pouquinho mecânica quântica aquele nome meio chatinho de ouvir. Mas o que quer dizer que a carga é quantizada?
    Quer dizer que ela existe em quantidades fixas. Então a menor quantidade de carga que a gente pode encontrar na natureza é a carga elementar, que é a carga do elétron.
    Então tudo o que acontece com carga vão ser múltiplos de cargas de elétron. Então uma vez a carga do elétron, duas vezes a carga do elétron e por aí vai.
    Então a carga do elétron é aproximadamente 1,6x10-19 C, é uma carga bem pequeninha. O que é o Coulumb?
    Coulumb é a unidade de carga que esse nome aqui foi dado por homenagem a um físico que tinha o nome de Coulumb, que descobriu as forças elétricas. E aí, pessoal?
    Ainda estão me acompanhando? Vamos entender agora a diferença entre isolantes e condutores, porque isso aqui é bastante importante.
    Então aqui eu vou colocar uma caveirinha. Toda vez que aparecer essa caveira aqui, é para a gente prestar atenção que tem algum conceito importante, tá bom?
    Então a caveira significa perigo, atenção, vamos prestar atenção. Então o que são isolantes?
    São materiais onde as cargas elétricas não se deslocam. É um material onde a carga fica presa, a carga não se desloca livremente.
    Quais são os exemplos de materiais isolantes? A gente pode ter, por exemplo, a borracha, o plástico, o vidro, a madeira, o ar, entre outros objetos.
    Já os condutores são materiais onde as cargas elas podem se deslocar livremente diferente dos isolantes. E um exemplo de material condutor são os metais.
    Então vamos lá. Você está acessando aqui o site do PasseiDireto pelo seu celular e aí você precisa carregar o celular.
    Você vai pegar o cabo do carregador, ligar na tomada e você não vai tomar um choque. Por que isso acontece?
    Porque o meio do cabo é feito de metal que faz com que a eletricidade flua pelo cabo mas a parte de fora, a carcaça do cabo, é feita de material isolante, de borracha. Então, dessa forma, os elétrons, a carga elétrica não vai sair do cabo e passar para sua mão.
    Essa é uma diferença de isolante e condutor. Vamos entender agora um pouquinho do ciclo de eletrização.
    Então os objetos que existem por aí eles podem ficar eletrizados, eles podem absorver carga elétrica e tem três tipos básicos aqui. Tem o atrito, tem a eletrização por contato e a eletrização por indução.
    A eletrização por atrito, ela acontece mais ou menos com objetos isolantes, então é aquele negócio lá de esfregar a bexiga no cabelo. Quando a gente esfrega a bexiga no cabelo, por atrito, parte dos elétrons do cabelo vão parar na bexiga.
    E isso acontece com outros materiais, então se você pegar um plástico em PVC e fazer atrito com lã, com o tecido, isso também vai gerar eletrização por atrito. E também para quem usa aquelas roupas esportivas de poliéster, de corrida, em dias muito secos, quando a roupa fica se esfregando muito no corpo da pessoa no final do dia a gente vê que ao tirar a roupa, ela está atraindo, está puxando os pelos do nosso corpo, então a eletrização por atrito também.
    Já a eletrização por contato e indução, ela acontece bastante com material condutor, quando os elétrons podem se movimentar, quando as cargas elétricas estão livres. Então vamos ver aqui a eletrização por contato primeiro.
    Então o que acontece? Vamos pegar aqui um corpo carregado com várias cargas positivas, está vendo?
    E um corpo neutro. O neutro não tem excesso de carga nem positiva nem negativa.
    Aí o próximo passo, o que a gente faz? A gente aproxima aqui e encosta esse objeto com esse objeto.
    Quando a gente encosta esses objetos um no outro as cargas aqui vão se movimentar e vão se distribuir. E aí elas se distribuem quando a gente afastar esses objetos, cada objeto vai ter um pouquinho de carga.
    Quando a gente somar as cargas desses dois objetos, quando o número total de carga tem que ser igual a carga inicial. Só para lembrar o principio da conservação de carga.
    E, para finalizar a nossa aula, a gente vai estudar um pouquinho do tipo de eletrização por indução. Vamos imaginar também de novo um condutor aqui.
    Um condutor que tem várias cargas positivas e negativas aqui e, se a gente somar cada uma dessas cargas, vamos imaginar que a carga final é zero, tá bom? E aí vamos aproximar um corpinho aqui com carga positiva nesse material aqui.
    Aí quando a gente aproxima um corpo com carga positiva, ela vai atrair as cargas negativas do material, tá vendo? Porque essas cargas podem se movimentar.
    Isso é um condutor. E aí as cargas positivas, elas vão ser repelidas por essa carga positiva também.
    Vamos fazer o seguinte. Vamos ligar aqui um fio terra, que é um frio que deixa as cargas se movimentarem.
    A gente pode pensar de duas formas. Ou ele atrai a carga negativa da terra e mata essas cargas positivas aqui, ou vamos imaginar que as cargas positivas elas conseguem sair pelo fio terra.
    E quando as cargas positivas vão embora, só sobram as cargas negativas. Por que a carga negativa não vai embora?
    Ela não vai embora, porque ela está presa por essa carga positiva aqui, com uma força de atração. A gente pega esse fio terra aqui e corta o fio terra.
    Quando a gente arranca o fio terra, a gente olha aqui que as cargas negativas ainda continuam atraídas por essa carguinha positiva aqui e se a gente afastar essa carga positiva, está vendo? A gente não encostou em nenhum momento aqui, o corpo continua com cargas negativas.
    Então por hoje a gente viu alguns conceitos de cargas elétricas e eu espero que vocês tenham conseguido aprender essa matéria de hoje, muito obrigado e até a próxima aula. ...

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