O documento aborda os fundamentos da eletroeletrônica, incluindo a história da eletrização e os conceitos de condutores e isolantes. Explica também os processos de eletrização, como atrito, contato e indução, além das características da carga elétrica e suas leis. O texto conclui com exemplos práticos para ilustrar a aplicação das teorias discutidas.

1. Prof. Rafael Rocha Santos Dias
Fundamentos da Eletroeletrônica
• Eletrostática

2. INTRODUÇÃO
• No século XVI, o inglês William Gilbert verificou que
além do âmbar, diversas substâncias se eletrizavam
ao ser atritada, ele chamou esses materiais de
elétricos.
• Em 1660, o cientista Otto Von Guericke (1602-1686)
inventou a primeira máquina eletrostática.
• Otto fez várias experiências com objetos, e descobriu
que alguns materiais eletrizados pela máquina
podiam repelir outros objetos.

3. INTRODUÇÃO

4. INTRODUÇÃO
• No século XVIII, o cientista inglês Stephen Gray
(1670-1736), após inúmeras experiências e
conceitos, criou a distinção entre os corpos que
conduziam corrente elétrica (condutores) e os que
não conduziam (isolantes).
• Charles François Dufay (1668-1739), notou que os
corpos poderiam ser eletrizados com cargas
diferentes.
• Em 1747, a ideia de carga positiva e negativa é
introduzida por Benjamin Franklin (1706-1790).

5. ÁTOMO
NÚCLEO
Átomo é a partícula que constitui a matéria, ou seja, é tudo
aquilo que possui massa e volume. É dividido basicamente em duas
regiões: o núcleo, de caráter positivo, e a eletrosfera, de caráter
negativo.
ELETROSFERA

6. ÁTOMO
O átomo,
apesar de não ser
perceptível a olho nu
ou com os melhores
instrumentos ópticos,
pode ser estudado e
compreendido por
meio de modelos, os
quais foram se
desenvolvendo
conjuntamente com a
ciência.

7. CARGA ELÉTRICA
• É uma propriedade ligada à natureza de um corpo
responsável pela interação elétrica entre os corpos,
ou seja, de atração e repulsão.

8. CARGA ELÉTRICA
• PORTADORES DE CARGA:
• Elétrons - que transportam carga negativa
• Prótons – que possuem carga positiva

9. CARGA ELÉTRICA
ÁTOMO TEM O MESMO NÚMERO
DE PRÓTONS E ELÉTRONS.
ÁTOMOS
NEUTROS

10. CARGA ELÉTRICA
ÍONS - Os íons são espécies químicas que possuem
carga elétrica e são formados por átomos neutros ao
receberem ou perderem seus elétrons.
• ÍON NEGATIVO – (ÂNION):
• ÁTOMOS QUE GANHAM ÉLETRONS
• ÍON POSITIVO – (CÁTION):
• ÁTOMOS QUE PERDEM ELÉTRONS

11. CARGA ELÉTRICA

12. CARGA ELÉTRICA

13. CARGA ELÉTRICA
Os íons são espécies químicas carregadas
eletricamente e são formados por átomos que perderam
ou receberam elétrons. Os cátions são íons positivos
derivados da perda de elétrons por átomos neutros. Já os
ânions são íons negativos formados pelo recebimento de
elétrons por átomos neutros.
As ligações iônicas são ligações químicas muito
fortes e formadas pela doação e pelo recebimento de
elétrons por um par cátion/ânion, que se mantêm unidos
pela forte interação eletrostática entre suas cargas.

14. CARGA ELÉTRICA
• PERDEU ELÉTRON • GANHOU ELÉTRON

15. PRINCÍPIOS DA ELETROSTÁTICA
• Princípio da Atração e Repulsão:
Polos iguais se REPELEM

16. PRINCÍPIOS DA ELETROSTÁTICA
• Princípio da Atração e Repulsão:
Polos diferentes se ATRAEM

17. Materiais Condutores e
Isolantes
A facilidade ou dificuldade dos elétrons livres se desprender e deslocar entre as
camadas de valência determina se o material é condutor ou isolante.
Átomos que possuem 1, 2 ou 3 elétrons
na camada de valência tem a facilidade de
ceder elétrons.
Átomos que possuem 5, 6 ou 7 elétrons na
camada de valência tem a facilidade de
receber elétrons.
Átomos que possuem 4 elétrons na camada de
valência não ganham e não perdem elétrons.
Condutores Isolantes
Semicondutores

18. Condutores
 Materiais que conduzem a eletricidade
 Os elétrons da última camada dos seus
átomos são fracamente ligados ao núcleo;
 Possuem muitos elétrons livres
Os elétrons da última órbita, ao receber energia, são libertados e tornam-se elétrons livres, cujos
movimentos são aleatórios. Isso significa que, nos condutores metálicos, a condução da eletricidade
dá-se pela movimentação dos elétrons livres

19. Isolantes
 Materiais que não conduzem a eletricidade
 Os elétrons são muito ligados ao núcleo nos átomos que compõem
o material
 Possuem poucos ou nenhum elétrons livres.
Os elétrons da última órbita estão fortemente ligados aos seus núcleos, ao receber energia térmica, apenas
alguns elétrons conseguem se libertar. Isso significa que, nos isolantes, a condução de eletricidade é
praticamente nula, devido a pouca existência de elétrons livres.

20. Condutores e Isolantes

21. PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO
Eletrização é o processo no qual um corpo,
inicialmente neutro, é eletrizado.
Neste processo os elétrons são adicionados ou
removidos de um corpo.
Existem três processos de eletrização:
• Atrito;
• Contato;
• Indução.

22. PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO
• ELETRIZAÇÃO POR ATRITO
Ocorre quando atritamos dois corpos de
substâncias diferentes (ou não), inicialmente
neutros, e haverá transferência de elétrons de
um corpo para o outro, de tal forma que um
corpo fique eletrizado positivamente (cedeu
elétrons), e outro corpo fique eletrizado
negativamente (ganhou elétrons)

23. • Ex: Lã e vidro
1. Inicialmente a lã e o vidro estão neutros e, portanto, em cada objeto
encontramos o mesmo número de prótons e elétrons.
2. Ao atritar os dois objetos os elétrons são transferidos do vidro para a lã.
3. Ao final do processo temos dois corpos eletrizados. O vidro carregado
positivamente e a lã negativamente.
ELETRIZAÇÃO POR ATRITO
1 2 3

24. SÉRIE
TRIBOELÉTRICA
A série triboelétrica é
uma tabela que indica se os
corpos ficarão positivos ou
negativos após o atrito. Cada
material irá perder elétrons se
for atritado com qualquer outro
material que possuir posição
inferior na tabela.

25. PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO
• ELETRIZAÇÃO POR CONTATO
Ocorre quando dois corpos são encostados
ou ligados por fios condutores, havendo a
passagem de elétrons de um corpo para outro.

26. PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO
• ELETRIZAÇÃO POR CONTATO

27. Eletrização por Contato
Ocorre quando dois objetos com cargas elétricas diferentes entram em
contato direto. Quando isso acontece, elétrons podem se transferir de um
objeto para outro, causando uma redistribuição de carga.

28. Eletrização por Indução
Ocorre sem um contato direto entre os objetos. Quando um objeto carregado é colocado
próximo a um objeto neutro, ele pode repelir ou atrair elétrons no objeto neutro sem que haja
contato físico entre eles. Isso resulta em uma redistribuição de cargas elétricas no objeto neutro,
criando uma separação de cargas, mas sem transferência líquida de elétrons entre os objetos.

29. PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO
• ELETRIZAÇÃO POR INDUÇÃO
A eletrização por condução consiste na
produção de cargas elétricas num condutor
inicialmente neutro quando aproximamos um
corpo eletrizado sem que haja contato.

30. PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO
• ELETRIZAÇÃO POR INDUÇÃO
Ao aproximar, por exemplo, um bastão carregado
negativamente de uma esfera de metal neutra, aquele atrairá
cargas positivas do metal, fazendo afastar o mesmo saldo de
cargas negativas. Para eletrizar então o condutor, basta aterrá-
lo, fazendo com que as cargas que não estão sendo atraídas
fluam para a Terra. Desconectando o fio terra e depois
afastando o primeiro corpo teremos o condutor eletrizado.
Note que a carga final do induzido sempre é contrária à
carga do indutor.

31. PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO
• ELETRIZAÇÃO POR INDUÇÃO
1 2
3 4

32. Processos de Eletrização
Corpos podem acumular cargas elétricas
após sofrer algum processo de eletrização,
geralmente gerada por atrito. Isso produz um
acumulo de cargas elétricas.
O contato desses corpos carregados com outros
corpos pode gerar descarga da eletricidade
acumulada. Isso pode causar problemas:
• Queima de componentes eletrônicos sensíveis
(processadores, memórias)
• Explosões quando em contato com material
combustível (caminhão de transporte de
combustível)
Pulseira antiestática

33. CARGA ELÉTRICA

34. CARGA ELÉTRICA
Eliminando as cargas opostas, sobrará a carga resultante.
Portanto, de quanto é esse valor numericamente?

35. CARGA ELÉTRICA
Após alguns experimentos foi encontrado o
seguinte valor para a carga do elétron:

36. PRINCÍPIOS DA CONSERVAÇÃO
DAS CARGAS ELÉTRICAS
“A soma algébrica das cargas dos corpos
constituintes de um sistema eletricamente
isolado é constante.”

37. PRINCÍPIOS DA CONSERVAÇÃO
DAS CARGAS ELÉTRICAS

38. PRINCÍPIOS DA CONSERVAÇÃO
DAS CARGAS ELÉTRICAS

39. CARGA ELÉTRICA
• CARGA ELEMENTAR:
• É o termo utilizado para qualificar uma carga que não poderia
ser mais dividida (menor carga elétrica encontrada na
natureza).
• Sendo a carga do elétron a menor quantidade de carga
elétrica existente na natureza, ela foi tomada como carga
padrão nas medidas de carga elétricas.
• No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de medida
de carga elétrica é o Coulomb (C).
• Simbolicamente representada pela letra e.
• carga elementar: e = 1,6.10 - 19 C
• carga do elétron: - 1,6.10 - 19 C
• carga do próton: + 1,6.10 - 19 C

40. ELETRIZAÇÃO DOS CORPOS
CORPO NEUTRO
CORPO ELETRIZADO
NEGATIVAMENTE
CORPO ELETRIZADO
POSITIVAMENTE.
PRÓTONS = ELÉTRONS
PRÓTONS < ELÉTRONS
PRÓTONS > ELÉTRONS

41. ELETRIZAÇÃO DOS CORPOS
CARGA ELÉTRICA EM UM CORPO
Q = Carga elétrica (C)
N = Quantidade de carga elementar.
e = Carga elementar do elétron (1,6.10 - 19 C)

42. ELETRIZAÇÃO DOS CORPOS
CARGA ELÉTRICA EM UM CORPO

44. Exemplo - 1
ÁTOMO DE CÁLCIO

45. ÁTOMO DE CÁLCIO
Portanto, sabe-se que o átomo
de Cálcio possui 20 elétrons
Exemplo - 1

46. Agora considere que o Cálcio
perdeu 2 elétrons.
Assim, ele tornou-se o íon:
Logo, precisamos calcular o valor
da carga desse íon.
Exemplo - 1

47. Exemplo - 1

48. • Julgue Verdadeiro ou Falso os itens a seguir:
1. Um corpo que tem carga positiva possui mais prótons do que
elétrons;
2. Dizemos que um corpo é neutro quando ele possui o mesmo
número de prótons e de elétrons;
3. O núcleo do átomo é formado por elétrons e prótons.
Estão corretas as afirmativas:
a) 1 e 2 apenas
b) 2 e 3 apenas
c) 1 e 3 apenas
d) 1, 2 e 3
e) nenhuma.
Exemplo - 2

49. • Julgue Verdadeiro ou Falso os itens a seguir:
1. Um corpo que tem carga positiva possui mais prótons do que
elétrons;
2. Dizemos que um corpo é neutro quando ele possui o mesmo
número de prótons e de elétrons;
3. O núcleo do átomo é formado por elétrons e prótons.
Estão corretas as afirmativas:
a) 1 e 2 apenas
b) 2 e 3 apenas
c) 1 e 3 apenas
d) 1, 2 e 3
e) nenhuma.
Exemplo - 2

50. 20Q NEUTRO
Exemplo - 3

51. 20Q NEUTRO Qa + Qb Qa + Qb
2
Qa + Qb
2
Exemplo - 3

52. ❑ Calcule a carga elétrica de um corpo que possui excesso
de 24 . 1012 elétrons. Considere o módulo da carga
elementar igual a 1,6 . 10-19 C.
Exemplo - 4

53. ❑ Calcule a carga elétrica de um corpo que possui excesso
de 24 . 1012 elétrons. Considere o módulo da carga
elementar igual a 1,6 . 10-19 C.
Q = Carga elétrica (C) ???
N = Quantidade de carga elementar.
N = 24 . 1012 elétrons
e = Carga elementar (1,6.10 - 19 C)
Q = (-24 . 1012) .1,6.10 - 19
Q = -38,4.10-7
Exemplo - 4

54. Exemplo - 5

55. Exemplo - 5

56. Exemplo - 6

57. Exemplo - 6

58. Exemplo - 7

59. PARA FIXAÇÃO

60. Exemplo - 8

61. Exemplo - 8

62. ❑ Uma esfera metálica tem carga elétrica negativa de valor
igual a 3,2 . 10-4 C. Sendo a carga do elétron igual a 1,6 10-19 C,
pode-se concluir que a esfera contém:
a) 2 . 1015 elétrons
b) 200 elétrons
c) um excesso de 2. 1015 elétrons
d) 2 . 1010 elétrons
e) um excesso de 2 . 1010 elétrons
Exemplo - 9

63. ❑ Uma esfera metálica tem carga elétrica negativa de valor igual
a 3,2 . 10-4 C. Sendo a carga do elétron igual a 1,6 10-19 C,
pode-se concluir que a esfera contém:
a) 2 . 1015 elétrons
b) 200 elétrons
c) um excesso de 2. 1015 elétrons
d) 2 . 1010 elétrons
e) um excesso de 2 . 1010 elétrons
-3,2.10-4 = N.(-1,6.10 – 19
𝑁 =
3,2.10−4
1,6.10 – 19
𝑁 = 2.1015
(
Exemplo - 9

64. Exemplo - 10

65. Exemplo - 10

66. 5C -3C 11C
Exemplo - 11

67. Exemplo - 11

68. Exemplo - 12

69. Exemplo - 13

70. Exemplo - 13

71. Exemplo - 14

72. O corpo tem o mesmo número de prótons e elétrons.
Logo ele está neutro (Não tem carga. Q = 0 C)
Exemplo - 14