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Principios de Eletrostatica

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ELETRICIDADE1- ELETROSTTICA- CARGAS ELTRICAS EM REPOUSO.

2-ELETRODINMICA- CARGAS ELTRICAS EM MOVIMENTO.

3-ELETROMAGNETISMO- CARGAS ELTRICAS CRIAM CAMPO MAGNTICO

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Se o homem no tivesse descoberto como utilizar a energia eltrica, a vida seria muito diferente, principalmente nas cidades. Sem luz eltrica, rdio, televiso nem geladeira, etc. Para quem est acostumado com todas essas comodidades, fica at difcil imaginar como a vida seria.

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comum associarmos a noo de eletricidade a equipamentos, a algo criado pelo homem.

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A eletricidade esta presente, por exemplo, nos intensos relmpagos que costumam ocorrer.

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Os nossos corpos so dotados de eletricidade. O sistema nervoso, por exemplo, s funciona por causa dos impulsos eltricos que passam de clula a clula.

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As batidas do corao tambm funcionam por meio de descargas eltricas.Como se v, a eletricidade um fenmeno natural. O homem apenas a descobriu e desenvolveu formas de us-la.

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Esse fenmeno foi descoberto com o mbar, mais ou menos h 25 sculos, pelo filsofo grego Tales, da cidade de Mileto. Ele observou que o mbar, depois de atritado, adquire a propriedade de atrair corpos leves. Essa observao de Tales permaneceu isolada.

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A segunda notcia que temos de uma descoberta em Eletricidade de 19 sculos depois. No sculo XVI, William Gilbert, mdico da rainha Izabel da Inglaterra, descobriu que muitos outros corpos, quando atritados, adquirem a propriedade de atrair corpos leves, isto , se comportam como o mbar.

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A cincia da eletricidade e do magnetismo s comeou a desenvolver-se, de fato, h uns trezentos anos. Antes disso, apenas a bssola, um aparelho magntico, teve importncia na histria humana.

A pesquisa cientifica da eletricidade e do magnetismo produziu a Segunda Revoluo Industrial: a industria, at ento tocada a carvo e vapor, passou a funcionar com ao, eletricidade e magnetismo.

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1- ELETROSTTICA. Faa a experincia: Aproxime um pente, ou uma caneta-tinteiro, de corpos leves, como por exemplo pequenos pedaos de papel ou de cortia (rolha). Ver que nada acontece. Depois atrite o pente, ou a caneta, com um pedao de pano, ou l, ou seda, e aproxime novamente dos pedaos de papel ou de cortia. Ver que o pente, ou a caneta, depois de atritado, atrai aqueles corpos leves. Com essa observao simples conclumos que o pente ou a caneta, quando atritado, adquire uma propriedade nova, que no possui quando no atritado.

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Para indicar que esses corpos estavam se comportando como o mbar, Gilbert dizia que estavam eletrizados. Isso porque em grego o mbar se chama electron, e com a palavra eletrizado ele queria dizer "do mesmo modo que o electron". E causa dessa propriedade que aparece quando os corpos so atritados, qual Gilbert no conhecia, ele chamou eletricidade. At hoje mantemos essas expresses: chamamos corpo eletrizado quele que est com a propriedade de atrair outros corpos, isto , que manifesta eletricidade.

E

chamamos

corpo

neutro

quele

que

no

est

eletrizado.

Atualmente sabemos que duas substncias, contanto que sejam diferentes, quando atritadas sempre se eletrizam.

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As substncias que isolam a eletricidade no lugar em que ela aparece, so chamadas isolantes, ou dieltricos.

Os isolantes mais comuns so: vidro, loua, porcelana, borracha, ebonite, madeira seca, baquelite, algodo, seda, l, parafina, enxofre, resinas, gua pura, ar seco, etc.. Modernamente esto tomando importncia cada vez maior como isolantes certas substncias plsticas fabricadas sinteticamente.

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Os que se comportam como os metais, isto , que conduzem a eletricidade, so chamados condutores. Os condutores mais comuns so: os metais, o carbono, as solues aquosas de cidos, bases e sais, os gases rarefeitos, os corpos dos animais, e, em geral, todos os corpos midos.

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CARGA ELTRICA (Q) Qualquer tipo de matria formada por tomos. Estes so to minsculos que nenhum microscpio comum permite v-los. Uma fileira de dez milhes de tomos no chega a medir um milmetro. Contudo, os tomos no so as menores partculas da matria: eles prprios se compem de partculas ainda menores, chamadas partculas subatmicas. No centro de todo tomo existe um conjunto formado por dois tipos de partculas: os prtons e os nutrons. Esse conjunto de partculas o ncleo do tomo. volta deste ncleo, como se fossem satlites, giram os eltrons, partculas em movimento permanente. As trajetrias desses eltrons se organizam em camadas sucessivas chamadas rbitas eletrnicas.

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Os prtons do ncleo e os eltrons das rbitas se atraem entre si. A esta fora de atrao recproca chamamos de fora eltrica. a fora eltrica que mantm os eltrons girando volta dos prtons do ncleo. Sem ela, os eltrons se perderiam no espao e os tomos no existiriam.

Os eltrons, entretanto, repelem outros eltrons e os prtons repelem outros prtons. Dizemos, por isto, que as partculas com carga igual se repelem e as partculas com carga oposta se atraem. Convencionou-se chamar a carga dos prtons de positiva (+) e as carga dos eltrons de negativa (-).

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Normalmente, cada tomo eletricamente neutro, em outras palavras, tem quantidades iguais de carga negativa e positiva, ou seja, h tantos prtons em seu ncleo, quantos eltrons ao redor, no exterior.

Os prtons esto fortemente ligados ao ncleo dos tomos. Somente os eltrons podem ser transferidos de um corpo para outro17

Podemos dizer que um corpo est eletrizado quando possui excesso ou falta de eltrons. Se h excesso de eltrons, o corpo est eletrizado negativamente;

se h falta de eltrons, o corpo est eletrizado positivamente.

A quantidade de eltrons em falta ou em excesso caracteriza a carga eltrica Q do corpo, podendo ser negativa no primeiro caso e positiva no segundo.18

Medida da carga eltrica Q = - n.e (se houver excesso de eltrons) Q = + n.e (se houver falta de eltrons) e = 1,6.10-19 C

Q = quantidade de carga (C) n = nmero de cargas e = carga elementar (C)unidade de carga eltrica no SI o coulomb (C) usual o emprego dos submltiplos: 1 microcoulomb = 1C = 10 -6 C 1 milecoulomb = 1mC = 10-3

C

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PROCESSOS DE ELETRIZAO possvel eletrizar um corpo. Para isso, necessrio fazer com que o nmero de eltrons se torne diferente do nmero de prtons. Se o nmero de eltrons for maior que o nmero de prtons, o corpo estar eletrizado negativamente; se o nmero de eltrons for menor que o de prtons, ele estar eletrizado positivamente. A eletrizao pode ocorrer de trs modos: por atrito, por contato ou por induo. Atravs do atrito, podemos transferir uma grande quantidade de cargas eltricas de um objeto para outro. A ao mecnica provoca uma transferncia de eltrons entre os objetos. Aquele cujos eltrons esto mais fracamente ligados ao ncleo ceder eltrons ao outro, que fica negativamente carregado.

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A eletrizao por contato consiste em encostar um objeto j eletrizado num outro, eletricamente neutro. A cargas iro se redistribuir entre os dois objetos, eletrizando o corpo neutro com cargas de mesmo sinal do eletrizado

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Na eletrizao por induo, a eletrizao de um condutor neutro ocorre por simples aproximao de um corpo eletrizado, sem que haja contato entre eles. As cargas do objeto condutor neutro so separadas pela aproximao do corpo eletrizado, ficando as cargas de mesmo sinal do indutor o mais distante possvel dele.

Para manter o objeto induzido eletrizado, mesmo aps o afastamento do indutor, devemos ligar o lado mais distante terra.

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Pndulo eletrosttico

O pndulo eletrosttico constitudo de uma esfera leve e pequena.

Aproximando-se um corpo eletrizado da esfera neutra, ocorrer o fenmeno da induo eletrosttica na esfera e ela ser atrada pelo corpo eletrizado.

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LEI DE COULOMB

Charles A. Coulomb (1738 - 1806)

O cientista francs Charles Coulomb conseguiu estabelecer experimentalmente uma expresso matemtica que nos permite calcular o valor da fora entre dois pequenos corpos eletrizados. Coulomb verificou que o valor dessa fora (seja de atrao ou de repulso) tanto maior quanto maiores forem os valores das cargas nos corpos, e tanto menor quanto maior for a distncia entre eles. Ou seja: a fora com que duas cargas se atraem ou repelem proporcional s cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distncia que as separa. Assim, se a distncia entre duas cargas dobrada, a fora de uma sobre a outra reduzida a um quarto da fora original.

Mesmos sinais=REPULSO

Sinais diferentes=ATRAO25

As foras entre cargas eltricas so foras de campo, isto , foras de ao distncia, como as foras gravitacionais (com a diferena que as gravitacionais so sempre foras atrativas).

K= 9.10

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N.m/C ( Constante eletrosttica)26

Para medir as foras, Coulomb aperfeioou o mtodo de detectar a fora eltrica entre duas cargas por meio da toro de um fio. A partir dessa idia criou um medidor de fora extremamente sensvel, denominado balana de toro.

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As cargas eltricas exercem foras entre si. Essas foras obedecem ao princpio da ao e reao, ou seja, tm a mesma intensidade, a mesma direo e sentidos opostos.

F = k (q1.q2 /d2)F = fora (N) q = carga (C) d = distncia(m) k = constante eletrosttica (N.m2/C2) k VCUO = 9.109 N.m2/C2

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CAMPO ELTRICO.A fora que se manifesta entre dois corpos eletricamente carregados uma fora que age distncia. Ela se faz sentir sem que haja qualquer conexo material entre os dois corpos que interagem. Provoca certa perplexidade a idia de que uma fora se faa sentir distncia, mesmo atravs do espao vazio.

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Essa dificuldade pode ser s