O documento descreve conceitos de eletrostática como carga elétrica, condutores e isolantes, processos de eletrização, lei de Coulomb, eletroscópio e experimentos realizados com um gerador de Van de Graaff.

1. EletrostáticaProfessor Joabe

2. Carga elétrica

3. Condutores e isolante (dielétrico)

4. Processos Eletrização: Por atrito, Por indução, Por contato, Por aquecimento e Por pressão

5. Lei de Coulomb

6. Quantização da carga elétrica

7. Eletroscópio

8. Campo elétrico EletrostáticaExperimentos;Garrafa pet, canudinho, papel higiênico, alfineteGerador Van de GraaffG.V. Torre com cabeleiraG.V. Eletroscópio de folha e penduloG.V. Hélice (torniquete) ionizaçãoG.V. lâmpadas na presença do campoG.V. Linha de campo retro-projetoG.V. descarga elétrica (pequenos raios no escuro) G.V. potencial elétrico – multimetro e ponta de provaG.V. garrafa de leyden

11. Portadores de CargasOs portadores de carga elétrica são: elétrons - que transportam carga negativa Íons - Cátions transportam cargas positivas Ânions cargas negativas

13. Condutores elétricosSão materiais que apresentam portadores de cargas elétricas (elétrons ou íons) quase livres, o que facilita a mobilidade dos mesmos em seu interior. São considerados bons condutores, materiais com alto número de portadores de cargas elétricas livres e que apresentam alta mobilidade desses portadores de cargas elétricas.

15. Isolantes ou dielétricosOs materiais isolantes se caracterizam por não apresentar portadores de cargas elétricas livres para movimentação. Nesses materiais, a mobilidade dos portadores de cargas elétricas é praticamente nula, ficando os mesmos praticamente fixos no seu interior. Exemplos: borracha, madeira, água pura, etc

16. PRINCÍPIO ELETROSTÁTICOPRÍNCIPIO DE ATRAÇÃO E REPULSÃO++FF--FF-+FF

17. Cargas elétricas de mesmo sinal se repelem e as de sinais opostos se atraem

18. Processos de eletrização

19. Por atrito Foi o primeiro processo de eletrização conhecido. Quando duas substâncias de naturezas diferentes são atritadas, ambas se eletrizam.

20. Eletrostática Características da eletrização por atrito: Corpos de naturezas diferentes;

21. Após a eletrização corpos adquirem cargas de sinais opostos;QLã = - QVidro

22. Por indução Quando um corpo neutro é colocado próximo de um corpo eletrizado, sem que haja contato entre eles, o corpo neutro se eletriza. Esse fenômeno é chamado indução eletrostática.

23. Eletrostática Característica da eletrização por indução: Necessidade de indutor previamente eletrizado (INDUTOR).

24. Por contato Quando um corpo neutro é colocado em contato com um corpo eletrizado o corpo neutro se eletriza

25. Eletrostática (Conservação da quantidade de Carga)Características da eletrização por contato: Necessidade de um corpo previamente eletrizado;

26. Após o contato corpos adquirem cargas de mesmo sinal; Eletrostática OBS1: Caso Especial Corpos Idênticos: As cargas se distribuem uniformemente

27. Eletrostática Fio TerraFio TerraO Fio Terra->Quando um corpo eletrizado é ligado á Terra por um caminho condutor ele se descarregaQ < 0Q > 0

28. Eletrostática A série triboelétrica foi criada pra classificar os materiais que se eletrizam por atrito, quanto à facilidade de trocarem cargas elétricas. Série triboelétrica é portanto o termo utilizado para designar uma listagem de materiais em ordem crescente quanto à possibilidade de perder elétrons.

29. Pele humana secaCouroPele de coelhoVidroCabelo humanoFibra sintética (nylon)LãChumboPele de gatoSedaAlumínioPapelAlgodãoAçoMadeiraÂmbarBorracha duraNíquel, Cobre,Latão, Prata,Ouro, Platina,PoliésterIsoporFilme PVC ('magipack')PoliuretanoPolietileno ('fita adesiva')PolipropilenoVinil (PVC)SiliconeTeflonSéries triboelétricas - +Vidro cabelo Lã Seda Algodão Madeira Âmbar Enxofre MetaisInseto no âmbar Anéis de platina

30. Eletrostática -+ Série Triboelétrica... vidro, lã, pele de ovelha, seda, algodão, âmbar, enxofre, ...Exemplo:Seda x Âmbar Seda x Vidro Seda (+) e Âmbar (-) Seda (-) e Vidro (+)

31. ExercícioDada a série triboelétrica: vidro – lã – algodão – enxofre, e estando inicialmente neutros, podemos afirmar que:a) atritando vidro com enxofre, ambos adquirem cargas positivas.b) atritando lã com algodão, ambos adquirem cargas negativas.c) atritando vidro com algodão, o vidro adquire carga negativa e o algodão carga positiva.d) atritando lã com enxofre, a lã adquire carga positiva e o enxofre carga negativa.e) atritando vidro com lã, o vidro adquire carga negativa e a lã carga positiva.

33. PRÍNCIPIO DE CONSERVAÇÃO DA CARGA ELÉTRICACarga elétrica não se cria, não se perde, apenas se transfereNum sistema eletricamente isolado, a soma das cargas elétricas é constante.

34. Q= 3CQ= -5C12---+++122+Q!Q!1+QQ= Q!Q!21DEPOIS DO CONTATOANTES DO CONTATO+2-2C-1C=QQ13C+(-5C)=Q!Q!===1222221Q!Q!=-1C=

35. Eletrostática - EXERCÍCIOS 1) (PUC-SP) Duas esferas A e B, metálicas e idênticas, estão carregadas com cargas respectivamente iguais a 16C e 4C. Uma terceira esfera X, metálica e idêntica às anteriores, está inicialmente descarregada. Coloca-se X em contato com A. Em seguida, esse contato é desfeito e a esfera X é colocada em contato com B. Supondo-se que não haja troca de cargas elétricas com o meio exterior, a carga final de X é de:8 C b) 6 C c) 4 Cd) 3 C e) nula

36. Resposta:1º QA + QX = 16 + 0 = 8C ->Q’A + Q’X= 8C 2 22º QB + Q’X = 4 + 8 = 6C ->Q’B + Q’’X= 6C 2 2Portanto: Q’’X= 6C

38. 2) Duas esferas condutoras idênticas A e B têm cargas elétricas respectivamente iguais a QA = – 4Q e QB = + 14Q. Quais serão suas cargas elétricas finais, após terem sido colocadas em contato?Resolução: Sendo suas cargas elétricas finais Q’A e Q’B iguais, pois eles são idênticos (mesmas dimensões), e pelo princípio da conservação das cargas elétricas, temos:Q’A + Q’B = QA + QB = – 4Q + 14 Q = + 10Q = + 5Q 2 2 2

41. Quantidade de carga elétrica𝟏𝟎−𝟏𝟗 C𝟏𝟎−𝟏𝟗 COnde:Q é a quantidade de carga elétricaN é o número de partículas eeé a carga elementar

42. Exemplo 1Um corpo neutro ganha 2●1012 elétrons. Qual é a nova carga desse corpo? Q = n ∙𝒆 Q= 2●1012●1,6●10−19 Q= 3,2●𝟏𝟎−𝟕 C -

43. Exemplo 2Um bloco de ferro inicialmente neutro perde 15●1020 elétrons. Qual é a nova carga desse corpo? Q = n ∙𝒆 Q= 15●1020●1,6●10−19 Q= 24●𝟏𝟎 +Q= 240 C

44. Exemplo 3Uma esfera está inicialmente com 5●106 prótons em excesso, quando ganha 2●106 elétrons. Qual é a nova carga desse corpo? Q = n ∙𝒆 Q= (+5●106−2●106)●1,6●10−19 Q= +3●𝟏𝟎𝟔●1,6●𝟏𝟎−𝟏𝟗 +Q= 4,8●10−13C

45. Lei de CoulombCharles Coulomb mediu as forças eléctricas entre duas pequenas esferas carregadasEle descobriu que a força dependia do valor das cargas e da distância entre elas

46. LEI DE COULOMBQQ12FF++dQQ1-2-FFdQQ21-FF+d

47. FzK=Constate eletrostáticaQQ=.K121KQQ1..F=122d2dKQQ..F=122d

48. QQKQQ2.1.F=d12++2d1QQ12KQQ142d..F=++12d2QQ1219KQQ3d..F=++1d23F=F=1/4F1/9F3211

49. QQKQQ21..=Fd1++d21QQ12QQ4.Kd/2..F=++1d22QQ219.KQQd/3..F=++122d3F=F=4F9F3211

50. QQKQQ2.1.F=d12++2d12QQ212KQQd..+F=+212d23QQ21d3KQQ++..F=21d23F=F=2F3F3211

51. FF++

52. Campo elétrico

56. TRABALHO DA FORÇA ELÉTICAQ> 0q> 0F++SENTIDO NATURAL DO DESLOCMENTO>0Q> 0q< 0F++SENTIDO NATURAL DO FORÇADO<0

57. ACB==CBAO Trabalho não depende da trajetória.

58. QqFBdAdAABF.dAB=ABq.K Q.(1 – 1)=ABddAB

59. QqF∞BdAdAAB0q.K Q.(1 – 1)=∞AddABq.K .Q Podemos afirmar que esse é o maior trabalho da força elétrica, para deslocar uma carga do ponto A até o infinito=∞AdA

60. ENERGIA PONTENCIALELÉTRICA0=q.K Q.(1 – 1 )q.K .Q ∞A=∞AddAdBASendo EpB = 0 por considerar o infinito como referencial 0EE-=∞APPABEq.K .Q E==∞APPAAdA

62. POTENCIAL ELÉTRICOA grandeza escalar potencial elétrico é definida como a energia potencialelétrica por unidade de carga.Colocando-se uma carga q num ponto A de um campo elétrico de uma carga puntiforme Q, adquire uma energia potencial elétrica EpA. A relação potencial, energia potencial elétrica e carga é:

63. Eq.K .Q E=PVA=qPAAdAq.K .Q dEAK .Q =PV=A=dqqAA1VK .Q 1 joule1 voltV===dA1coulombA

64. POTENCIAL DE VÁRIAS CARGASQ1d1Q2Pd2d3VP=V1 +V2 +V3Q3O POTENCIAL NUMA REGIÃO SOBRE A INFLUÊNCIA DE VÁRIOS CAMPOS É A SOMA DOS POTENCIAIS ELÉTRICOS GERADO POR ESSES CAMPOS

65. DIFERENÇA DE POTENCIAL (U)QqFBAdABEE-q.VA -q.VB==ABPAPBAB{E=q.VAPq.(VA -VB)A=AEB=q.VBPB

66. DIFERENÇA DE POTENCIAL (U)q.(VA -VB)=ABUABÉ chamado de diferença de potencial elétrica entre os pontos A e B (ddp) ou tensão elétrica entre os pontos A e B.ABU=q