fisica cursinho

8/14/2019 fisica cursinho

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ELETRIZAO

Resumo Terico


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1 - CONCEITO DE CARGA ELTRICACarga eltrica o nome que se d a certas propriedadesapresentadas por um corpo ou uma partcula. Quando dizemos quedois corpos apresentam cargas de sinais contrrios, estamos dizendo

que , nas mesmas condies, apresentam propriedades contrrias.

AAAAAA A A A A

BBBBBBBB

A e B, nas mesmascondies, apresentaram

propriedades contrrias.A e B apresentam cargasde sinais contrrios.


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Um tomo constitudo de prtons, eltrons e neutrons. Os prtonse neutros constituem o ncleo atmico. Os eltrons giram em tornodo ncleo:

Colocar um avi sobre tomos que existe na minha pasta.

Os prtons e eltrons apresentam cargas de sinais contrrios e oneutron no possui carga. Convencionou-se que o prton apresentacarga positiva e o eltron apresenta carga negativa. Essas cargasapresentam o mesmo valor. Como num tomo, em estado normal, onmero de eltrons igual ao nmero de neutrons, o tomo em

estado normal no manifesta propriedades eltricas. Ele neutro. Amenor quantidade de carga que existe na natureza chamada decarga elementar(e) e tem um mdulo igual carga do prton ou doeltron:

e = 1,6 x 10-19 C , onde a unidade de medida C o Coulomb


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2 - PRINCPIOS DA ELETROSTTICA:

A) Princpio da atrao-repulso: Cargas de mesmo sinal se repelem e

cargas de sinais contrrios se atraem:

F F FF FF FF FF

-

F F

-

F F

-

F F

-

F F

-

F F


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B) Princpio da Conservao de Carga Eltrica: Num sistemaeletricamente isolado, a soma algbrica das cargas eltricas constante.

Chamemos de Q a quantidade de um corpo:

QA QBQA QBQA QBQA QBQA QB

TROCA DE CARGAS

QA QBQA QBQA QBQA QBQA QB

QA + QB = QA + QB

QANTES

= QDEPOIS


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llll

3 - ELETRIZAO POR ATRITO

Quando dois corpos neutros, de materiais diferentes, so atritados,ocorre uma transferncia de eltrons de um corpo para outro. Umcorpo eletriza-se positivamente e o outro negativamente comquantidades de cargas iguais em valores absolutos:

ebonite

llll l

ebonite

Fluxo de eltrons

l

+

ebonite

-Eboniteeletrizadanegativamente

L eletrizadapositivamente


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4 - CONDUTORES E ISOLANTES

eb

onit

e

-ebo

nit

e

-

ebonit

e

-ebo

nit

e

-

A ESFERAMETLICA REPELIDA PORQUEADQUIRE CARGADO MESMO SINALDO BASTO.

METAL

eb

onit

e

- O METALPERMITIUQUE CARGASCHEGASSEMAT AESFERA


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PLSTICO

eb

onit

e

-

eb

onit

e

-

eb

onit

e

-

O PLSTICO NO PERMITIU QUE AS CARGAS CHEGASSEMAT A ESFERA METLICA

O METAL CONDUTOR POIS PERMITE A MOVIMENTAODE CARGAS ATRAVS DELE. O PLSTICO ISOLANTE (OUDIELTRICO) POIS NO PERMITE A MOVIMENTAO DECARGAS ATRAVS DELE.


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O METAL UM CONDUTOR POQUE POSSUI ELTRONSLIVRES EM SUA ESTRUTURA:

Num slido, quando h movimentao de cargas, a movimentaoser de cargas negativas.


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5 - ELETRIZAO POR CONTATO

QUANDO UM CONDUTOR ELETRIZADO COLOCADO EMCONTATO COM UMOUTRO CONDUTOR NEUTRO, NOEQUILBRIO OS CONDUTORES APRESENTAM CARGAS DEMESMO SINAL:

{CONTATO

{ANTES

++

++

++

++ eeeeeee

Fluxo deeltrons

+

+

{DEPOIS

+


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{ANTES

-

--

--

{CONTATO

-

--

-- e

Fluxo deeltrons

ee e eee

-

-

-

{DEPOIS

--

No caso particular em que os dois condutores apresentarem omesmo tamanho e o mesmo formato, aps o contato, elesapresentaro tambm cargas de mesmo valor.


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6 - ELETRIZAO POR INDUOAo aproximarmos um corpo carregado (indutor) de um condutor neutro(induzido), haver uma separao de cargas no condutor neutro:

+ + +- + - + - + - +

+ - + - + - + -

- + - + - + - +

Condutor

neutroe

e

e

e

e

e

e

e

e

e

e

e

+ + + +

+ + + +

+ + + +

+

+

+

Observe que apenas eltrons se movimentam. A extremidade maisprxima do corpo carregado apresentar excesso de eltrons. Aextremidade mais afasta do corpo carregado apresentar excesso deprtons. Essa separao de carga chamada de induo.


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Mantendo-se o corpo carrega prximo do condutor neutro, iremosligar a extremidade mais afastado do condutor neutro Terra. Elair ceder eltrons ao condutor neutro at que essa extremidade seneutralize:

e

e

e

+

+

+

Fio - Terra

eeee

eeeeeeee

e

e

e

Se afastarmos o corpocarregado, o excesso de

cargas negativas ir seespalhar por todo condutor,que agora apresentar umexcesso de carga negativa.

ee

e

e

e

e

+ + +


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Na eletrizao por induo, sempre o induzido ir se carregar comcarga de sinal contrria do indutor. Se aproximarmos um corponegativamente carregado de um condutor neutro, no final doprocesso de induo o condutor neutro estar positivamente

carregada.

Suponha que um isolante seja constitudo de molculas polares(centro de cargas positivas no coincide com o centro de cargasnegativas:

+

-+-

+

-

+

-

+

-

+-

As molculas estodistribudas ao acaso.


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Vamos aproximar do isolante um corpo positivamente carregado:

+

-+

-

+

-

+

-

+

-

+-

+ + +

+-

+-

+-

+- +-

+-

A extremidade mais prxima do corpo ficar negativamentecarregada e a mais afastada do corpo carregado, ficar

positivamente carregada. Esse fenmeno chamado de polarizao.

Devemos notar que a carga total do dieltrico nula, a polarizaofaz aparecer cargas de sinais contrrios nas extremidades do

isolante, semelhante ao que ocorre na induo de um condutor.


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- + - + - + - +

+ - + - + - + -

- + - + - + - +

e

e

e

e

e

e

e

e

e

e

e

e

+ + + +

+ + + +

+ + + +

+

+

+

Condutorneutro

Vamos aproximar um corpo carregado de um condutor neutro:

+ + +Fatrao

Frepulso

Quanto menor a distncia entre cargas, maior o valor da fora de

interao eltrica. Assim, a fora de atrao ser maior que a derepulso.

UM CONDUTOR NEUTRO ATRADO POR UMCORPO

CARREGADO.


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+

-+

-

+

-

+

-

+

-

+-+ +

+-

+-

+-

+- +-

+-

isolante

Frepulso

Fatrao

Vamos aproximar um corpo carregado de um isolante:

UM ISOLANTE ATRADO POR UM CORPO CARREGADO.


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7 - ELETROSCPIOS. um dispositivo que nos permite determinar se um corpo estcarregado ou no.

A) Pndulo Eltrico: constitudo por uma bolinha de isoporrecoberta por papel metlico, suspensa por um fio isolante:

Corpo neutro

Quando um corpo neutro aproximado de um pndulo eltrico, o

pndulo no atrado.


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- - -e

e

e

e

e

e

e

e

e

e

e

e

e

e

e

+

+

+

e

e

e

+

+

+ - - -- - -- - -- - -- - -

Quando um corpo carregado for aproximado de um pnduloeltrico, o pndulo ser atrado

e

e

e

+

+

+

e

e

e

+

+

+

e

e

e

+

+

+

) i i i


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B) Eletroscpio de Folhas: constitudo por uma bola metlicapresa a uma haste condutora. Na extremidade desta haste existeduas folhas metlicas que pode se abrir e fechar livremente:

Quando um corpo neutro aproximado de um eletroscpiode folhas, as folhas no se

abrem.


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e e e e e e ee e e e e e ee e e e e e ee e e e e e ee e e e e e ee e e e e e ee e e e e e eeeeeeeeeeeeeeeee e

e ee ee e

e ee ee ee ee e

e

e

e

e

e

e

e

e

e ee ee ee e

e ee ee ee ee e

Se fosse aproximado um corpopositivamente carregado eltrons dasfolhas seriam atrados para a esfera. As

folhas iriam se carregar positivamente.Com isso as folhas iriam se repelir e seabririam.

Quando um corpo carregado aproximado de um eletroscpio defolhas, as folhas se abrem.

8 L i d C l b l i it d t i f d


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8 - Lei de Coulomb: a lei que nos permite determinar a fora deinterao eltrica entre cargas puntuais (corpos carregados detamanho desprezvel) :

+Q1 +Q2

d

F F

F =

K . Q1 . Q2

d2

Q1 e Q2 = valor das cargas

d = distncia entre as cargaK = constante que depende domeio onde as cargas esto.

N i t I t i l d id d id d d lt i


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No sistema Internacional de unidades , a unidade de carga eltrica 1 Coulomb (1C) . Uma carga de 1 C corresponde a 6,25 x 1018

eltrons em excesso ( se a carga do corpo for negativa) ou em falta( se a carga do corpo for positiva).

Como a carga de 1C muito grande, usamos muito submltiplos doCoulomb:

1 milicoulomb = 1 mC = 10 -3 C

1 microcoulomb = 1C = 10 -6 C

No Sistema Internacional de unidades a fora ser dada em Newtonse a distncia em metros. A constante K ter um valor de 9,0 x 109

N.m2/ C2 para cargas colocadas no ar ou no vcuo.

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