Baixe Eletricidade: Cargas, Campo, Potencial e Corrente em Eletrostática e Eletromagnética. e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia de Produção, somente na Docsity! ELETRICIDADE Cargas Elétricas Campo Elétrico Potencial Elétrico Corrente Elétrica ELETROSTÁTICA ELETRODINÂMICA A matéria é formada de pequenas partículas, os átomos. Cada átomo, por sua vez, é constituído de partículas ainda menores, os prótons, os elétrons e os nêutrons. Os prótons e os nêutrons localizam-se na parte central do átomo, e formam o núcleo. Os elétrons giram em torno do núcleo na região denominada eletrosfera. Os prótons e os elétrons apresentam uma importante propriedade física, a carga elétrica. A carga elétrica do próton e a do elétron têm a mesma intensidade, mas sinais contrários. A carga do próton é positiva e a do elétron, negativa. Num átomo não existe predominância de cargas elétricas; o número de prótons é igual ao número de elétrons. O átomo é um sistema eletricamente neutro. Entretanto quando ele perde ou ganha elétrons, fica eletrizado. Eletrizado positivamente quando perde elétrons e negativamente quando recebe elétrons. Sendo a carga do elétron a menor quantidade de carga elétrica existente na natureza, ela foi tomada como carga padrão nas medidas de carga elétricas. No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de medida de carga elétrica é o Coulomb (C). A carga do elétron, quando tomada em módulo, é chamada de carga elementar e é representada por e. carga elementar: 1,6.10 - 19 C carga do elétron: - 1,6.10 - 19 C carga do próton: + 1,6.10 - 19 C Cargas Elétricas O processo de eletrização de um corpo é semelhante ao de um átomo. Se num corpo o número de prótons for igual ao número de elétrons, dizemos que ele está neutro. 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 Eletrização de um corpo enQ . A eletrização de um corpo inicialmente neutro pode ocorrer de três maneiras: - Atrito - Contato - Indução Processos de Eletrização Na eletrização por atrito, os dois corpos adquirem a mesma quantidade de cargas, porém de sinais contrários. Atrito esfera de
cobre ou alumínio
fio ce cobra
lâminas de ouro
> ou de alumínio
rolha
de cortiça
lâminas
fechadas
Lei de Du Fay Cargas com sinais iguais sofrem Cargas com sinais opostos sofrem Coulomb constatou que: → A intensidade da força elétrica é diretamente proporcional ao produto das cargas elétricas. → A intensidade da força elétrica é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre os corpos. Portanto temos a equação que relaciona a intensidade da força elétrica (F) como sendo: Lei de Coulomb Campo Elétrico Chamamos de Campo Elétrico (Ē) a região do espaço onde um pequena carga de prova (q) fica sujeita a uma força de origem elétrica (F). As fontes do campo eletrostático são corpos eletrizados, que chamamos de Carga fonte (Q). q F E A carga de prova, também tem que ser eletricamente carregado, para que haja interação. Campo Elétrico q F E E → Campo elétrico (N/C) F → Força elétrica (N) q → Carga elétrica (C) Linhas de campo As Linhas de forças (ou de campo) são linhas imaginárias, tangentes aos vetores campo elétrico em cada ponto do espaço sob influência elétrica e no mesmo sentido dos vetores campo elétrico. ELETRICIDADE Cargas Elétricas Campo Elétrico Potencial Elétrico Corrente Elétrica ELETROSTÁTICA ELETRODINÂMICA Potencial elétrico Uma carga puntiforme isolada gera no espaço que a rodeia a possibilidade de se ter uma energia potencial elétrica. Para isso basta colocar uma carga de prova nesse espaço. A partir dessa idéia, define- se o potencial elétrico (V) de um ponto do espaço como a quantidade de energia potencial elétrica (Epot.) por unidade de carga de prova (q) colocada nesse ponto: Potencial elétrico V → Potencial elétrico (V) Epot → Campo elétrico (N/C) q → Carga (C) Corrente Elétrica Corrente elétrica é o movimento ordenado de cargas elétricas. •Nos sólidos: elétrons livres. Ex.: Metais •Nos líquidos: cátions e ânions. Ex.: H2O+NaCl •Nos gases: cátions e elétrons. Ex.: Gás ionizado t Q i i→ intensidade da corrente elétrica (A) Q→ quantidade de carga(C) t→ tempo (s) A = C/s Intensidade da Corrente Elétrica Sentidos da corrente elétrica Real Convencional Efeitos da corrente elétrica Efeito químico: Esse efeito resulta de um fenômeno elétrico molecular, sendo objeto de estudo da Eletroquímica. O aproveitamento do efeito químico se dá, por exemplo, nas pilhas, na eletrólise, como também na cromação e na niquelação de objetos. Efeito luminoso: Esse efeito resulta também de um fenômeno elétrico molecular. A excitação eletrônica pode dar margem à emissão de radiação visível, tal como observamos nas lâmpadas fluorescentes. Efeitos da corrente elétrica Efeitos da corrente elétrica Efeito magnético: Toda corrente elétrica gera ao seu redor um campo magnético. Essa efeito é inerente à corrente elétrica e a sua descoberta consolidou a associação entre a eletricidade e o magnetismo, dando origem ao eletromagnetismo.
