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Cargas Elétricas
Num átomo não existe predominância de
cargas elétricas; o número de prótons é igual
ao número de elétrons. Entretanto quando
ele perde ou ganha elétrons, fica eletrizado.
A carga do elétron, quando tomada em módulo, é chamada de carga elementar e é representada por e.
carga elementar: 1,6.10 - 19 Ccarga do elétron: - 1,6.10 - 19 Ccarga do próton: + 1,6.10 - 19 C
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Condutores e isolantes
Condutores elétricos
Meios materiais nos quais as cargas
elétricas movimentam-se com facilidade.
Isolantes elétricos ou dielétricos
Meios materiais nos quais as cargas
elétricas não têm facilidade de movimentação.
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Eletrização de um corpo
Quando um corpo apresenta uma falta ou um excesso
de elétrons, ele adquire uma carga elétrica Q, que é sempre
um número inteiro n de elétrons, de modo que:
, sendo n um numero inteiro.
Portanto, um corpo pode ser:
a) eletrizado positivamente: falta de elétrons Q = + n . e
b) eletrizado negativamente: excesso de elétrons Q = – n . e
enQ .
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Processos de Eletrização
A eletrização de um corpo inicialmente neutro pode ocorrer de três maneiras:
• - Atrito
• - Contato
• - Indução
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Atrito
Na eletrização por atrito, os dois
corpos adquirem a mesma
quantidade de cargas, porém de
sinais contrários.
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Contato
Os condutores adquirem cargas de
mesmo sinal. Se os condutores tiverem
mesma forma e mesmas dimensões, a
carga final será igual para os dois e dada
pela média aritmética das cargas iniciais.
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Indução
A eletrização de um condutor
neutro pode ocorrer por simples
aproximação de um outro corpo
eletrizado, sem que haja o contato
entre eles.
No processo da indução
eletrostática, o corpo induzido será
eletrizado sempre com cargas de sinal
contrário ao das cargas do indutor.
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F
PRINCÍPIO ELETROSTÁTICO
FF + +
F+ -
FF --
PRÍNCIPIO DE ATRAÇÃO
E REPULSÃO
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Cargas elétricas de mesmo
sinal se repelem e as de
sinais opostos se atraem
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Carga elétrica não se cria, não
se perde, apenas se transfere
PRÍNCIPIO DE CONSERVAÇÃO
DA CARGA ELÉTRICA
Num sistema eletricamente
isolado, a soma das cargas
elétricas é constante.
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+
ANTES
DO
CONTATO
-Q1= 3QQ2= -5Q
++ --Q1
!Q2
!
+Q1 Q2 = Q1
!
Q2
!+DEPOIS
DO
CONTATO
Q1 Q2=Q1
!
Q2
! += 3Q+(-5Q)=2
== -2Q2
-Q
Q1
!
Q2
!
= -Q=
2
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Lei de Coulomb
• Charles Coulomb
mediu as forças
eléctricas entre
duas pequenas
esferas carregadas
• Ele descobriu que
a força dependia
do valor das
cargas e da
distância entre elas
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d
FF + +
d
FF+ -
d
FF --
LEI DE COULOMB
Q1
Q1
Q1 Q2
Q2
Q2
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z
F
=Q Q1.2
1
d2
K
F =K.Q Q1.
d2
2
K=Constate eletrostática
F =K.Q Q1. 21
d2
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1
9
F =K.Q Q1.
d2
2d+ + 1
Q1Q2
2d+ +
Q1 Q2
3d+ +
Q1 Q 2
F = K.Q Q1.
d22
F= K.Q Q1.
d2
3
1
4
F =2
F =31/4F1
1/9F1
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d+ +
Q1 Q2
F= K.Q Q1.
d2
1
d/2+ +
Q1 Q2
F=4.K.Q Q1.
d2
2
F =9.K .Q Q1.
d2
2
d/3+ +
3
Q1Q2
F=2
F=34F1
9F1
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F =K.Q Q1.
d2
2d+ + 1
Q1Q2
F =2K .Q Q1.
d22
F =3K .Q Q1.
d2
3
d+ +
Q12Q2
d+ +
Q13Q2
2
2
F =2
F =32F1
3F1
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FF + +
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Campo elétrico
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![Page 26: Revisao](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020110/559e75be1a28ab72388b46cc/html5/thumbnails/26.jpg)
TRABALHO DA FORÇA ELÉTICA
+ +
< 0
> 0> 0
FSENTIDO NATURAL DO DESLOCMENTO
+ +
qQ> 0
F
SENTIDO NATURAL DO FORÇADO
>0
<0
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A
=
B
A B C=
C
O Trabalho não depende da trajetória.
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Q
F
ABdA d
AB
AB = F.d AB
AB=q.K Q.(1 – 1)dA dB
q
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Q
F
ABdA d
AB
A =q.K Q.(1 – 1)dA dB
q
∞
∞
A =q.K .Q dA
∞
0
Podemos afirmar que
esse é o maior trabalho
da força elétrica, para
deslocar uma carga do
ponto A até o infinito
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ENERGIA PONTENCIALELÉTRICA
A =q.K Q.(1 – 1 )dA dB
∞A =q.K .Q
dA∞
0
A =∞ BEPAEP -
A =∞ AEPAEP =q.K .Q
dA
Sendo EpB = 0 por considerar o
infinito como referencial 0
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POTENCIAL ELÉTRICOA grandeza escalar potencial
elétrico é definida como a energia
potencial elétrica por unidade de
carga.
Colocando-se uma carga q num ponto
A de um campo elétrico de uma carga
puntiforme Q, adquire uma energia
potencial elétrica EpA. A relação
potencial, energia potencial elétrica e
carga é:
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AEP
qAV =
AEP
qAV =
AEP =q.K .Q
dA
=
q.K .Q
dA K .Q
q=
dA
AV =
K .Q
dA
1 volt1coulomb
1 joule = =1V
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POTENCIAL DE VÁRIAS CARGAS
Q3
VP=
P
d1
d3
d2
Q1
Q2
V1 +V2 + V3
O POTENCIAL NUMA REGIÃO SOBRE A
INFLUÊNCIA DE VÁRIOS CAMPOS É A
SOMA DOS POTENCIAIS ELÉTRICOS
GERADO POR ESSES CAMPOS
![Page 35: Revisao](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020110/559e75be1a28ab72388b46cc/html5/thumbnails/35.jpg)
DIFERENÇA DE POTENCIAL (U)
F
AB
dAB
A =B BEPAEP -
=AEP q.VA
=BEP q.VB
{A =B q.VA - q.VB
A =B q.(VA -VB)
![Page 36: Revisao](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020110/559e75be1a28ab72388b46cc/html5/thumbnails/36.jpg)
DIFERENÇA DE POTENCIAL (U)
A =B q.(VA -VB)
UAB
{É chamado de diferença de potencial
elétrica entre os pontos A e B (ddp) ou
tensão elétrica entre os pontos A e B.
=qABU
![Page 37: Revisao](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020110/559e75be1a28ab72388b46cc/html5/thumbnails/37.jpg)
VARIAÇÃO DO POTENCIAL AO
LONGO DE UMA LINHA DE FORÇA
Q
+
A B C
V=K .Q
d
Como dA<dB
<dc, temos: VA >VB >VC
Percorrendo uma linha uma linha de força
no seu sentido, encontramos sempre
pontos de menor potencial.A B C
VA >VB >VC
![Page 38: Revisao](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020110/559e75be1a28ab72388b46cc/html5/thumbnails/38.jpg)
VARIAÇÃO DO POTENCIAL AO
LONGO DE UMA LINHA DE FORÇA
Q
-A B C
V=K .Q
d
Como dA < dB <
dc, temos: VA > VB >
VCPercorrendo uma linha de força no seu
sentido, encontramos sempre pontos de
menor potencial.A B C
VA > VB > VC
![Page 39: Revisao](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020110/559e75be1a28ab72388b46cc/html5/thumbnails/39.jpg)
DIFERENÇA DE POTENCIAL NUM
CAMPO ELÉTRICO UNIFORME
VA VB
EF
q
d
A =B q.(VA -VB)
UAB
{
A =B q.E.d
= q.E.dq.(VA -VB)
UAB= E.d
![Page 40: Revisao](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020110/559e75be1a28ab72388b46cc/html5/thumbnails/40.jpg)
SUPEFÍCIE EQUIPOTENCIAL
Numa superfície equipotencial as
linhas de força são sempre
perpendiculares às superfícies
equipotenciais.
VA
VB
VBVA
![Page 41: Revisao](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020110/559e75be1a28ab72388b46cc/html5/thumbnails/41.jpg)
R
R
d P