2. INTRODUÇÃO A ELETRICIDADE
O que é eletricidade?
É muito mais fácil listar as inúmeras aplicações e os benefícios
que ela traz do que propriamente defini-la. É difícil imaginar a
nossa sociedade tecnológica, hoje, sem a eletricidade.
3. APLICAÇÕES NO COTIDIANO
O semáforo utiliza uma
linguagem simples
e universalmente aceita
para o controle do
tráfego.
Há mais tecnologia em
um computador
doméstico do que toda a
tecnologia criada
para que o homem
chegasse à Lua.
Máquinas e dispositivos
elétricos controlam
desde os sinais vitais de
um paciente durante
uma cirurgia ...
4. Observação: Um pequeno pedaço de âmbar quando atritado com
a pele atraia pequenos fragmentos de palha
ELETRICIDADE
600 - A.C. Tales de Mileto
Âmbar – Resina Fóssil proveniente
de uma espécie extinta de pinheiro
Dizemos que o âmbar adquiriu uma carga elétrica (Elétrica deriva-se
da palavra grega Elektron, que significa âmbar)
Introdução, dados históricos (Eletricidade e Magnetismo)
Na Grécia antiga, seis séculos antes de
Cristo, Tales de Mileto (625 a.C.-558
a.C.) já havia percebido que um pedaço
de âmbar - uma resina fóssil -, quando
friccionado, adquiria a propriedade de
atrair corpos leves
5. Observação: Certas pedras encontradas na natureza eram capazes de atrair o ferro
MAGNETISMO
2000 - A.C. – pastores de ovelhas
Introdução, dados históricos (Eletricidade e Magnetismo)
Magnetitas– Imãs
permanentes
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6. ELETROMAGNETISMO
“Surgiu a nova ciência do Eletromagnetismo”
ELETRICIDADE + MAGNETISMO
Em 1820 Oersted observou a influência de uma corrente
elétrica em uma bússola
INTRODUÇÃO A ELETRICIDADE
Retrato de Hans C. Oersted,
físico dinamarquês, cujos
experimentos com a corrente
elétrica são considerados
a base do eletromagnetismo.
7. Um pouco de história ...
Ampère, Faraday, Lenz e outros, lograram uma descrição
essencialmente completa da ação magnética da corrente
❖ Formulou matematicamente as leis do eletromagnetismo
(Equações de Maxwell)
❖ Descobriu que a luz é de natureza eletromagnética e que sua
velocidade pode ser determinada por meio de medidas elétricas e
magnéticas
Óptica relacionada com o Eletromagnetismo
Ondas Eletromagnéticas (rádio)
Maxwell ( 1831-1879)
1° Sistema Elétrico (geração, transmissão e carga) foi
desenvolvido em 1882, Nova York (Thomas Edison)
INTRODUÇÃO A ELETRICIDADE
9. CARGA ELÉTRICA
Medida da carga elétrica e matéria
Próton
eletrón
nêutron
Em um dos modelos atômicos propostos no decorrer do século XX – apresentado por Ernest Rutherford (1871-
1937) e aperfeiçoado por Niels Bohr (1885-1962), entre outros -, o átomo é constituído por partículas como
elétrons, prótons e nêutrons.
10. “Âmbar adquiriu uma carga elétrica”
CARGA ELÉTRICA
Verifica-se a presença da carga elétrica
através da existência de forças atrativas e
repulsivas entre as mesmas
Constatou-se que um pedaço de âmbar
atritado com a pele atraia pedaços de papel
Medida da carga elétrica e matéria
11. CARGA ELÉTRICA
Experimentalmente verificou-se a existência de duas espécies
de cargas elétricas
Experiência de atrito:
- 2 bastões de vidro com seda
-2 bastões de plástico com pelo animal
Resultados:
- 2 bastões de vidro se repelem
- 2 bastões de plástico se repelem
- Bastão de vidro atrai bastão de plástico
Medida da carga elétrica e matéria
12. CARGA ELÉTRICA
➢ Cargas de sinais iguais se repelem e
de sinais diferentes se atraem
A razão de semelhança é devido ao tipo (sinal) e não a
quantidade
➢ Benjamin Franklin Convencionou
Carga positiva – bastão de plástico e na seda
Carga negativa – bastão de vidro e no pelo
Medida da carga elétrica e matéria
+
-
+
+
- -
13. CARGA ELÉTRICA
MATÉRIA ÁTOMOS
Nêutron ( )
Próton ( + )
Elétron ( - )
{
➢ A matéria em seu estado normal contém quantidades iguais de
cargas elétricas positivas e negativas
➢ Material carregado positivamente ou negativamente - em termos
de carga líquida
➢ O processo de fricção, ou atrito, não cria cargas, mas apenas as
transfere de um material para outro
“Fricção funciona como uma fonte de energia elétrica”
Medida da carga elétrica e matéria
Próton
eletrón
nêutron
14. CARGA ELÉTRICA - Propriedade
➢ A carga é quantizada:
“A experiência mostrou que o fluído elétrico não é contínuo, mas sim
constituído de um múltiplo inteiro de uma certa quantidade mínima de carga
elétrica (carga fundamental)”
Carga fundamental (e) = carga elétrica de um elétron (ou de um próton)
e = 1,6021892 x 10 C (Coulomb)
-19
- Qualquer quantidade de carga “q”, existente na natureza, pode ser
expressa como:
“q = ne” (sendo n um número inteiro positivo ou negativo)
Medida da carga elétrica e matéria
15. Exercício
(FGV) Deseja-se eletrizar um objeto metálico, inicialmente neutro, pelos processos de eletrização
conhecidos, e obter uma quantidade de carga negativa de 3,2 μC. Sabendo-se que a carga
elementar vale 1,6 . 10–19 C, para se conseguir a eletrização desejada, será preciso
a) retirar do objeto 20 trilhões de prótons.
b) retirar do objeto 20 trilhões de elétrons.
c) acrescentar ao objeto 20 trilhões de elétrons.
d) acrescentar ao objeto cerca de 51 trilhões de elétrons.
e) retirar do objeto cerca de 51 trilhões de prótons.
16. Princípio de Conservação da Carga Elétrica
➢ No princípio a carga era considerada um fluído
➢ Teoria atômica da matéria mostrou que todos os elementos da
natureza não são contínuos mas sim formados por átomos
❖ Processo de Fricção
O processo de fricção, ou atrito, não cria cargas, mas apenas as transfere de
um material para outro.
“A soma algébrica de todas as cargas elétricas existentes em um sistema
isolado* permanece sempre constante”
“ As cargas elétricas não são criadas nem destruídas ”
* Sistema isolado – nenhuma matéria atravessa os limites do sistema
Medida da carga elétrica e matéria
17. Dependendo do comportamento das cargas elétricas
nos materiais, podemos classificá-los em:
Semicondutores
- Nos condutores as cargas elétricas podem mover-se livremente no material (ao contrário do que ocorre
nos isolantes)
TIPOS DE MATERIAIS
Condutores Isolantes (dielétricos)
18. Exemplo:
1. Condutores: metais (cobre,prata, alumínio), eletrólitos
etc.
2. Isolantes: vidro, borracha, etc.
3. Semicondutores: silício, germânio, etc.
✓ Para entender perfeitamente as diferenças entre condutores,
isolantes e semicondutores é necessário lançar mão da Física
Quântica
TIPOS DE MATERIAIS
20. PIETROCOLA, M. POGIBIN, A. ANDRADE, R. ROMERO, T. Física em Contextos. Vol 3. São Paulo: Ed do
Brasil, 2016.
BONJORNO, José Roberto et al. Física: Eletromagnetismo, Física Moderna. 2. ed. São Paulo: Ftd, 2016. 3 v.
BARRETO F, Benigno. SILVA, Claudio. Física aula por aula: Eletromagnetismo, Ondulátoria, Fisica
Moderna. Vol 3. 3ª Ed. São Paulo: FTD, 2016.
MARTINI, Glorinha. SPINELLI, Walter. REIS, Hugo C. SANT’ANNA, Blaidi. Conexões com a Física. Vol 3. 3ª
Edição. São Paulo: Moderna, 2016.
REFERÊNCIAS
