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Eletrização e força elétrica
Giovanni Ávila
Física
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A carga elétrica
• Matéria átomos: nêutrons, elétrons e prótons.
• Força tem o mesmo módulo para o próton e o elétron: carga elétrica Q
• Convenção: próton (+) e elétron (-)
• Carga elementar próton e elétron:
Cxe 19106,1
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Carga elétrica
• Estado natural: carga total zero.
• Elétrons (retirar ou fornecer): comportamento elétrico.
• Carga quantizada: somente podemos tirar ou fornecer número inteiro de elétrons.
)106,1( 19 xnneQ
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Carga elétrica
• Sinais opostos: atração
• Sinais iguais: repulsão
• Elétron:
• Próton:
• Nêutron:
• Princípio da conservação das Cargas Elétricas: a soma total das cargas antes e depois do evento é a mesma.
Cx 1910602,1 kgx 3110109,9
kgx 2710673,1
kgx 2710675,1
31084,1 x31084,1 x
Cx 1910602,1
1
0
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Condutores e Dielétricos
• Condutores: permite fluxo de cargas
• Sólidos: metais e grafite (elétrons)
• Líquidos: íons positivos e negativos
• Gases: elétrons e íons
• Isolantes: sólidos, líquidos e gasosos. Exceto o vácuo podem conduzir eletricidade dependendo das condições.
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Eletrização
• Retirada de elétrons: eletrizado positivo
• Fornecimento de elétrons: negativo
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Eletrização por atrito
• Atrito: trabalho sobre os elétrons passagem de menor atração para maior .
• Corpos eletrizados: cargas opostas com módulos iguais.
• Apenas elétrons são trocados.
• Mesmo material não se eletrizam.
• Somente pequena parte de elétrons se transfere.
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Eletrização por atrito
• Condutor pode ser eletrizado desde que segurado por material isolante.
• Um mesmo corpo pode ser eletrizado positiva ou negativamente.
• Série triboelétrica.(+) Vidro, seda, cabelo, pele humana,algodão,
borracha (-)• Atritado com um da esquerda fica
negativamente carregado, com um da direita fica
positivamente carregado.
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Eletrização por contato
• Mais eficaz nos condutores.
• Cargas tendem a ficar na superfície externa.
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Eletrização por contato
• Se as esferas anteriores fossem do mesmo tamanho, a carga se dividiria igualmente entre elas.
• A divisão das cargas não depende do material das esferas, basta serem condutoras.
• Corpos condutores adquirem mesmos sinais depois do contato.
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Eletrização por contato
• Se a soma das cargas for zero, após o contato também será, independente do tamanho.
• Acontece também em dielétricos, somente onde os corpos se tocam.
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Eletrização por indução ou influência
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Eletrização por indução
• Carga do indutor não é afetada.
• Carga do induzido tem sinal sempre oposto.
• Não confundir o simples fenômeno da indução com o processo de eletrização por indução.
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Eletroscópio de folhas
• Esfera metálica
• Haste condutora
• Folhas metálicas leves e flexíveis.
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Eletroscópio de folhas
• Bastão e eletroscópio tem mesmo sinal: abertura aumenta.
• Sinais opostos: abertura diminui.
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Polarização de um dielétrico
• Não existe deslocamento significativo de elétrons.
• Alinhamento das moléculas.• As extremidades terão cargas positivas e
negativas.
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Força elétrica
• Lei de Coulomb: a força é proporcional ao módulo do produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância.
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Lei de Coulomb
• Unidade de Ko=Nm2/C2
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Pêndulo elétrico
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Constante dielétrica do meio
• Todos os meios materiais e dielétricos apresentam constante da Lei de Coulomb menor que a do vácuo.
F
F
K
KC 00
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Constante dielétrica
• Vácuo ........... 1• Ar ................. 1,005• Vidro ............ 4,5• Glicerina ....... 43• Água ............ 80
• Forças elétricas diminuem. (Compostos iônicos)
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A Lei de Coulomb e a Lei da Gravitação
2211 /1067,6 kgNmxG
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Diferenças
• A força elétrica pode ser atrativa ou repulsiva enquanto a gravitacional é sempre atrativa.
• K depende do meio enquanto G não.
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Semelhança