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

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.

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 .

Processos de Eletrização

A eletrização de um corpo inicialmente neutro pode ocorrer de três maneiras:

• - Atrito

• - Contato

• - Indução

Atrito

Na eletrização por atrito, os dois

corpos adquirem a mesma

quantidade de cargas, porém de

sinais contrários.

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.

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.

F

PRINCÍPIO ELETROSTÁTICO

FF + +

F+ -

FF --

PRÍNCIPIO DE ATRAÇÃO

E REPULSÃO

Cargas elétricas de mesmo

sinal se repelem e as de

sinais opostos se atraem

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.

+

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

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

d

FF + +

d

FF+ -

d

FF --

LEI DE COULOMB

Q1

Q1

Q1 Q2

Q2

Q2

z

F

=Q Q1.2

1

d2

K

F =K.Q Q1.

d2

2

K=Constate eletrostática

F =K.Q Q1. 21

d2

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

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

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

FF + +

Campo elétrico

TRABALHO DA FORÇA ELÉTICA

+ +

qQ

< 0

> 0> 0

FSENTIDO NATURAL DO DESLOCMENTO

+ +

qQ> 0

F

SENTIDO NATURAL DO FORÇADO

>0

<0

A

=

B

A B C=

C

O Trabalho não depende da trajetória.

Q

F

ABdA d

AB

AB = F.d AB

AB=q.K Q.(1 – 1)dA dB

q

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

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

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:

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

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

DIFERENÇA DE POTENCIAL (U)

F

AB

dAB

Qq

A =B BEPAEP -

=AEP q.VA

=BEP q.VB

{A =B q.VA - q.VB

A =B q.(VA -VB)

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

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

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

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

SUPEFÍCIE EQUIPOTENCIAL

Numa superfície equipotencial as

linhas de força são sempre

perpendiculares às superfícies

equipotenciais.

VA

VB

VBVA

R

R

d P