Electricidade Aplicada: Introdução à Carga Elétrica e Eletrostática, Notas de aula de Engenharia Elétrica

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CAPÍTULO I

FUNDAMENTOS

DE

ELETRICIDADE

PROFESSOR: SÉRGIO QUEIROZ DE ALMEIDA

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 CAPÍTULO I – FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

 1.1.1 Conceitos de Carga Elétrica:

 Carga elétrica é uma propriedade física fundamental que determina as interações eletromagnéticas. Esta carga está armazenada em grande quantidade nos corpos ao nosso redor, mas a percepção dela não ocorre facilmente. Convenciona-se a existência de dois tipos de carga, a positiva e a negativa, que, em equilíbrio, são imperceptíveis. Quando há tal igualdade ou equilíbrio de cargas num corpo, diz-se que está eletricamente neutro, ou seja, está sem nenhuma carga líquida para interagir com outros corpos.

 1.1 Eletrostática

 Nesse caso, as forças gravitacionais podem ser desprezadas, visto que a massa de uma partícula é ínfima. A força gravitacional só é perceptível quando há a interação entre corpo de massas de grandes proporções, como a terra e a lua, por exemplo.

 As partículas elementares são o próton, o elétron, o nêutron e o fóton. Os prótons e os elétrons possuem cargas elétricas iguais em módulo, enquanto que os nêutrons e os fótons são eletricamente neutros.

 1.1 Eletrostática

 Por mera convenção defini-se que os prótons possuem uma carga elétrica elementar de uma unidade positiva, representada por +e, e também que os elétrons têm uma carga elétrica negativa, expressa por -e. Vejamos uma molécula de água – H 2 O

.

 1.1 Eletrostática

NÚCLEO CONTENDO PRÓTONS E NÊUTRONS.

E

ELETROSFERA COM SEUS ELÉTRONS.

Os átomos são formados de:

 1.1 Eletrostática

N N

ELEMENTOS NEUTROS OU SEM CARGA, NADA ACONTECE.

 1.1 Eletrostática

CARGAS DIFERENTES:

CARGAS DIFERENTES:

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 Condutores e Isolantes: No átomo de um material condutor, os elétrons da última camada (elétrons livres), trocam constantemente de átomo.

ÁTOMO DE SELÊNIO ( Mica )

ÁTOMO DE COBRE

 Se aproximarmos um pólo positivo de um lado e um negativo de outro:  Estes elétrons passam a ter um movimento ordenado, dando origem à corrente elétrica. +

-

 Unidade de medida da corrente elétrica:

 Corrente elétrica - é o movimento ordenado dos elétrons no interior de um condutor.

 Símbolo - I (intensidade de corrente elétrica)

 Unidade - Ampèr ( A )

A

kA

MA

GA

nA

 A

mA

Para descer um degrau, caminhe com a vírgula 3 casas à direita

Para subir um degrau, caminhe com a vírgula 3 casas à esquerda

 Tipos de Eletrização:

 A) Eletrização por atrito

 Ao atritarmos dois corpos de substâncias diferentes, inicialmente neutros, haverá a transferência de elétrons de um para o outro, de modo que um estará cedendo elétrons, ficando eletrizado positivamente, ao passo que o outro estará recebendo elétrons ficando eletrizado negativamente.

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 Tipos de Eletrização:

 A) Eletrização por atrito

 A eletrização por atrito é mais intensa entre corpos isolantes do que entre condutores, pois nos isolantes as cargas elétricas em excesso permanecem na região atritada, ao passo que nos condutores, além de se espalharem por todo ele, há uma perda de carga para o ambiente.

 Vejamos uma experiência fácil de ser feita. Materiais, inicialmente, eletricamente neutros:

 tubo de vidro (tubo de ensaio, por exemplo)

 pedaço de lã

 Tipos de Eletrização:

 A) Eletrização por atrito

 Em seguida, separamos os dois e notamos que há, entre eles uma força de atração:

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 Tipos de Eletrização:

 A) Eletrização por Atrito

 Isso se deve ao fato de a lã ter retirado elétrons do tubo de vidro, tornando-o eletrizado positivamente, enquanto ela eletrizou-se negativamente. Repetindo a experiência só que atritando um pedaço de lã com um pedaço de seda, notamos que a seda retira elétrons da lã, o que nos permite concluir que dependendo do material com o qual será atritada, a lã pode adquirir carga positiva ou negativa. Tal fato levou à elaboração de uma tabela denominada série triboelétrica, na qual a substância que se lê primeiro adquire carga positiva e a seguinte carga negativa.