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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.