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ELETRICIDADE
Eletrostática
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Introdução
2
Eletrostática - Estuda os fenômenos relacionados às cargas elétricas em repouso.
• O Átomo:
Princípio – Atração e Repulsão“Cargas elétricas de sinais contrários se atraem e de
mesmos sinais se repelem.”
Símbolos q ou Q
Unidade de Medidacoulomb [C]
C10x6,1q 19
Módulo da carga do próton e do elétron:
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Condutores e IsolantesCONDUTORES: Muitos elétrons livres à temperatura ambiente.Exemplos: cobre e alumínio.
ISOLANTES: Poucos elétrons livres à temperatura ambiente.Exemplos: ar, borracha e vidro.
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Eletrização
Retirando elétrons de seus átomos
Inserindo elétrons em seus átomos
em que:q (carga de um elétron)n positivo = número de elétrons inseridosn negativo = número de elétrons retirados
Carga de um corpo: q.nQ
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Processos de Eletrização
Atrito Contato Indução
EX: Gerador de Van der Graaf
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Processos de Eletrização
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O próximo passo é ligar o induzido à terra, ainda na presença do indutor.
Desliga-se o induzido da terra, fazendo com que sua única carga seja a do sinal oposto ao indutor.
Processos de Eletrização
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O processo é dividido em três etapas:- Primeiramente um bastão eletrizado é aproximado de um condutor inicialmente neutro, pelo princípio de atração e repulsão, os elétrons livres do induzido são atraídos/repelidos dependendo do sinal da carga do indutor.
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Lei de Coulomb
em que:K=9x109 N.m2/C2 (no vácuo e no ar)QA e QB = módulos das cargas em [C]d = distância em [m]
Lei de CoulombInteração das cargas
Forças de Atração ou Repulsão
2
..d
QQKF BA
Símbolo F
Unidade de Medidanewton [N]
Grandeza VetorialForça Elétrica
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EXEMPLO
A distância média entre o elétron e o próton no núcleo doátomo de hidrogênio é de 5x10-11m. Qual é o módulo daforça eletrostática média entre essas partículas?
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Campo ElétricoCriado por cargas elétricas.
Representado por linhas de campo.Campo Elétrico
Carga positiva Carga Negativa
)/(.2 CN
dQKE
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EXEMPLO
No vácuo, qual é o valor do campo elétrico causado poruma carga de 1uC em um ponto a 5cm de distância damesma?
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Potencial Elétrico
Símbolo V
Unidade de Medidavolt [V]
Carga imersa num campo elétrico fica sujeita a uma força.
Força MovimentoPortanto: Onde há campo elétrico, há potencial para realização de trabalho.
)(. Vd
QKV
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EXEMPLO
No vácuo, qual é o valor do potencial elétrico causado poruma carga de 1uC em um ponto a 8cm de distância damesma? E a 16cm de distância?