Processos de Eletrização

Física

Prof.: Renato Medeiros

Toda a matéria é constituída de átomos... Sua constituição…

núcleo - região constituída basicamente por dois tipos de partículas.

- Prótons (apresentam massa e dotadas de carga elétrica positiva).

- Nêutrons (apresentam massa praticamente igual a do prótons e possuem carga elétrica nula).

eletrosfera - região constituída pelos elétrons.

- Elétrons são partículas que apresentam massa extremamente reduzida, dotadas de carga elétrica negativa e de valor absoluto igual a dos prótons.

Corpos carregados eletricamente

Corpos carregados apresentam o número de prótons diferente do número de elétrons.

Negativamente - Há um excesso de elétrons no corpo.

Positivamente – Há uma falta de elétrons no corpo

CONDUTORES ELETRIZADOS LIGADOS À TERRA Quando um condutor estiver eletrizado

positivamente, elétrons sobem da Terra para o condutor, neutralizando seu excesso de cargas positivas. Quando um condutor estiver eletrizado negativamente, seus elétrons em excesso escoam para a Terra.

Princípio de atração e repulsão

“Cargas elétricas de mesmo sinal se repelem e cargas elétricas de sinais

diferentes se atraem.”

Para explicar as causas dessas interações podemos dizer que elétrons e prótons possuem carga elétrica de espécies diferentes.

CORPOS BONS E MAUS CONDUTORES

DE ELETRICIDADE Os materiais onde as cargas se conservam no lugar

onde elas surgem são chamados isolantes, maus condutores ou dielétricos. Exemplo: Vidro

Os materiais onde as cargas se espalham

imediatamente são chamados condutores. É o caso dos metais. Nos condutores metálicos, os elétrons mais

afastados do núcleo são fracamente ligados ao mesmo podendo abandonarem o átomo e movem-se pelos espaços interatômicos - esses são os chamados elétrons livres.

Além ...Semicondutores

Condutividade elétrica é intermediária entre os condutores e isolantes. Podemos controlar uma corrente elétrica.

Supercondutores

Materias que apresentam resistência nula (ou condutividade infinita) ao fluxo de carga.

Inventou a balança de torsão para medir a força elétrica entre

duas esferas.

O experimento de Coulomb

F = kq1q2/d2Charles A

Coulomb (1736 – 1806)

Cargas eletricasUnidade de carga1 coulomb = 1 C

Constante de Coulomb

k = 9×109 N/C2·m2

Entre nós, cargas negativas, a força elétrica é de repulsão.

O mesmo ocorre entre cargas positivas.

Porém entre nós e os protons,cargas de sinais opostos, ela é de atração.

Quanto mais próximos, mais intensa é a força elétrica.

A nossa carga é chamada de “carga elementar” e é

simbolizada pela letra “e”.Quantos de nós são

necessários para constituirmos uma carga 1 C?

625 x 1016 cargas elementares

são necessáriospara formar 1 C

Carga elementar

e = 1,6 x 10-19 C

F F

F F

F F

LEI DE COULOMB

+ +

d

q1 q2

- -

d

q1 q2

+ -

d

q1 q2

A s f or ças de Coulomb sãodir et ament e pr opor cionaisao pr odut o ent r e os módulosdas car gas dos cor pos.

F q2

q1

.

A s f or ças de Coulomb sãoinver sament e pr opor cionaisao quadr ado da dist ância que separ a as cor pos car r e-gados.

2F

d

1

Fq

2q

1.

2d

Conclusões Exper iment ais de Coulomb

Variando somente as cargas

F F

+ +

d

q1 q23 26 6

F F

+ +

d

q1 q24 0,52 2

F q1 . q23 26

F q1 . q24 0,52

Variando somente a distância

+ +

d

q1 q2F F

+ +

d

F 1

d2

++++++++++++

2d

FF44

1

(2d)24 d2F

PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO Eletrização por atrito Atritando-se dois

corpos A e B, os elétrons são forçados a passar de um corpo para o outro, ficando um carregado positivamente e o outro carregado negativamente.

Série triboelétrica

Mão humanaPele de coelhoVidroNylonSedaPapelBorrachaAcetatoPoliesterisoporPVC

Mais positivo

Mais negativo

Exemplo: vidro com seda

Vidro (+) e seda (-)

A série indica para onde nos

transferimos quando 2 materiais são

colocados em forte contato, como o

atrito.

UFRGS 2005

Prof. Luiz CarlosProf. Luiz Carlos

UFRGS 2005

Profs. Luiz Carlos F í s i c a

2006

Gráfico F x d

1

2

3

4

1

4

1

9

1

16

1

F d

F(N)

d(m)

F 1d2

PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO Eletrização por contato

Colocando-se em contato dois condutores, um eletrizado e o outro neutro, este se eletriza com cargas do mesmo sinal de A.

PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO Eletrização por Indução

Na eletrização por indução , o induzido eletriza-se com carga de sinal contrário ao indutor. A carga do indutor não se altera.

ELETROSCÓPIO DE FOLHAS

Para determinar o sinal da carga do corpo que irá ser testado, deve-se carregar o eletroscópio anteriormente com cargas de sinal conhecido. Quando aproximamos o corpo em teste, dois casos são possíveis de ocorrerem:

a) se as lâminas abrirem mais, o corpo em teste possui cargas com o mesmo sinal das cargas do eletroscópio.

b) se as lâminas se aproximarem, o corpo possui cargas de sinal contrário às do eletroscópio.

Gerador de Van de Graaff

Projetado para produzir energia estática. A máquina foi empregada em física nuclear para produzir as tensões muito elevadas necessárias em aceleradores de partículas.

Versões pequenas do gerador são freqüentemente vistas em demonstrações sobre eletricidade.

Gerador de Van de Graaff

É uma máquina eletrostática na qual um gerador de alta voltagem fornece cargas elétricas a uma correia móvel que as conduz para uma cúpula metálica onde é atingida uma voltagem elevadíssima.