Material de apoio ao ensino médio

1. ELETROMAGNETISMO E
SUAS APLICAÇÕES

2. Definição:
O eletromagnetismo é um ramo da Física que tem como
objeto de estudo as propriedades magnéticas e elétricas da
matéria e, principalmente, as relações estabelecidas entre
essas propriedades.

3. História do eletromagnetismo
Tudo se iniciou ainda nas civilizações da Antiguidade. Na Grécia Antiga, Tales de Mileto já
realizava experimentos para entender os efeitos atraentes e repelentes de uma pedra de óxido
de ferro.
Viajando para a Ásia, Tales de Mileto observou que as pedras de óxido de ferro
se fixavam em seu cajado metálico quando esses objetos se aproximavam, particularmente
em uma região da Grécia conhecida como Magnésia.
Também na Grécia foi feita a descoberta de que, quando uma pedra de âmbar entrava
em atrito com pelos animais, adquiria propriedades de atração a partículas de pó. Por sua
vez, os chineses utilizavam instrumentos semelhantes à bússola desde o século III a.C.

4. A descoberta do Eletromagnetismo
William Gilbert, um médico londrino, foi o responsável por escrever o tratado
“De Magnete”. Nele, conseguiu provar que não apenas as pedras de âmbar
apresentavam a propriedade de atração quando atritadas, mas também outros
materiais, como o vidro. É em seu tratado que vemos, pela primeira vez, menções sobre
a Terra ser um enorme ímã, além de distinções importantes entre o magnetismo e a
eletricidade.
A partir dos estudos de Gilbert, vários cientistas começaram a colocar teorias
em prática ao construir aparelhos eletrostáticos. Um deles, Otto Von Guericke, criou
uma máquina de fricção com uma bola feita de enxofre, capaz de criar cargas elétricas
quando em rotação.

5. A descoberta do Eletromagnetismo
Já William Watson conseguiu, em seus experimentos, transmitir eletricidade por
grandes distâncias para a época, alcançando mais de 3 quilômetros. Por fim, Benjamin
Franklin foi o responsável pela descoberta do para-raios, por meio de seu famoso
experimento com pipas na tempestade.
Entretanto, o cientista mais famoso a estudar o Eletromagnetismo foi Michael
Faraday. Na Inglaterra, Faraday utilizou um núcleo ferroso e duas bobinas para
comprovar a variação do fluxo magnético e como esse processo era capaz de gerar uma
corrente elétrica.
Os estudos de Faraday foram responsáveis, então, por comprovar a conexão
entre os fenômenos elétricos e magnéticos, dando início ao que conhecemos hoje por
eletromagnetismo.

6. vVídeo: A História do Eletromagnetismo

7. Condutores, isolantes e os processos de eletrização
Condutor : material através do qual as partículas portadoras de cargas elétricas podem
mover-se com facilidade.
Isolante : material no qual não ocorre ou ocorre com muita dificuldade o movimento das
partículas portadoras de carga elétrica.
Não existem condutores ou isolantes perfeitos. Em determinadas condições,
qualquer material pode conduzir eletricidade, assim como todo condutor oferece
limitações à condução de eletricidade.
Eletrizar um corpo é fazer com que seus átomos tenham um número de elétrons diferente
do número de prótons.
A eletrização de corpos podem ocorrer de três formas: contato, atrito e indução.

8. Eletrização por atrito: quando dois corpos neutros e feitos de diferentes materiais são atritados
entre si, um deles ganha elétrons (adquire carga negativa) e o outro perde elétrons (adquire
carga positiva). Nesse tipo de eletrização, os dois corpos ficam com carga de módulo (valor) igual,
mas de sinais opostos.
Receber ou perder elétrons depende da substância de que é constituído o corpo. Esse fenômeno é chamado
de triboelétrico. Na imagem a seguir é apresentada uma série triboelétrica, na qual se um material
mostrado na parte de cima da série for atritado com um material mostrado na parte de baixo, o
material de cima ficará eletrizado positivamente e o material de baixo ficará eletrizado
negativamente.

10. Eletrização por contato: ocorre quando dois corpos condutores, estando um deles
eletrizado, são colocados em contato e a carga elétrica é redistribuída entre os dois,
estabelecendo equilíbrio eletrostático. Ao fim desse processo, os dois corpos ficam com o
mesmo valor de carga.

11. Eletrização por indução: esse processo ocorre em três etapas:
I - inicialmente aproxima um corpo eletrizado de um corpo neutro, fazendo com que neste
haja a separação de cargas;
II - em seguida, conecta-se um condutor ao corpo neutro, ligando-o a t erra, fazendo com
que uma parte do condutor seja neutralizada;
III - desconecta-se o corpo da terra e ele fica eletrizado com o mesmo valor da carga do
corpo inicialmente eletrizado, porém de sinal oposto.

13. Cargas Elétricas : propriedade das partículas elementares que compõem o átomo,
sendo que a carga do próton é positiva e a do elétron, negativa.
Unidade de Carga Elétrica : no Sistema Internacional de Unidades é o Coulomb,
representado pela letra C , em homenagem a Charles Augustin Coulomb.
Todos os corpos são formados por cargas elétricas, quando estão eletricamente
neutros, possui mesma quantidade de prótons e elétrons. Um corpo pode ser eletrizado de
duas formas:
Positivamente : se possui mais prótons que elétrons;
Negativamente : se possui mais elétrons do que prótons.
Carga Elementar : é a menor quantidade de carga que pode ser encontrada na
natureza. Seu valor é igual a 1,6 . 10-19 C para o elétron tem sinal negativo e para o próton
tem sinal positivo. Portanto, a carga elétrica de 1C corresponde a carga de 6,25 x 1018
partículas (elétrons ou prótons).

14. Quantização da carga elétrica: a carga elétrica de um corpo pode ser quantizada, ou
seja, sempre será um múltiplo do valor da carga elétrica elementar.
O valor da carga de um corpo é dada pela equação:
Q = n . e
sendo:
Q - a carga elétrica total de um corpo;
n - o número de partículas consideradas;
e - a carga elementar (e = 1,6 . 10-19 C).

15. Bibliografia
GASPAR, Alberto. Compreendendo a física V.3. Eletromagnetismo e Física Moderna. 3 ed.
São Paulo: Ática, 2016. 288p.
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-carga-eletrica.htm