Processos de eletrização Lei de Coulomb

Processos de eletrização Lei de Coulomb

1. COMEÇA NA GRECIA ANTIGA, ONDE THALES DE MIELETO PERCEBEU QUE âmbar ao ser atritado com um tecido ou pele de animal passava a atrair pequenos pedaços de palha.

2. ideia de eletricidade positiva e negativa = átomo

3. átomo possui um núcleo, composto por prótons e nêutrons. E pela eletrosfera, que é onde os elétrons estão localizados.

   • elétrons tem carga negativa e prótons carga positiva.
     • Observação importante: O átomo perde ou ganha elétrons. Ele não perde ou ganha prótons
   • todo átomo é neutro.
     • perdeu um elétron = pode ficar carregado positivamente
     • ganhou um elétron = pode ficar carregado negativamente.
     • dizemos que um átomo é neutro quando ele não está eletrizado, o que significa que o número de prótons é igual aos de elétrons.
   • No processo de eletrização, o número total de prótons e elétrons não se altera, havendo apenas uma separação das cargas elétricas. Não há, portanto, criação nem destruição de carga elétrica, isto é, a carga total é conservada.
   • Os prótons e os nêutrons estão localizados no núcleo do átomo e não podem ser deslocados de suas posições pelo simples atrito de um objeto com outro. Pelo atrito, apenas os elétrons podem ser trocados entre os dois objetos
   • O atrito entre os objetos é uma maneira de fazer com que eles se aproximem bastante para que os átomos de um possam interagir com os átomos do outro. Perderá elétrons o átomo que exercer menor força sobre o elétron. Assim, um mesmo objeto poderá se eletrizar positiva ou negativamente, dependendo do objeto com o qual for atritado.
     • Por exemplo: a seda – que atritada com vidro adquire carga negativa porque retira elétrons do vidro –, quando atritada com borracha, adquire carga positiva, pois perde elétrons para a borracha.
   • Quando um átomo tem um, dois ou três elétrons de valência, ou seja, elétrons na camada externa, a ligação entre esses elétrons e o núcleo é fraca e estes elétrons não permanecem ligados aos respectivos átomos. Esses elétrons são denominados elétrons livres.
     • Quando vários átomos se reúnem para formar certos sólidos, como um bloco de metal, os elétrons de valência adquirem liberdade para se movimentar no interior do sólido.
       • Nesse arranjo, os elétrons de valência têm considerável mobilidade e são capazes de conduzir eletricidade facilmente.
       • No interior dos metais, quando um átomo perde os elétrons de valência, há falta de elétrons, e o átomo se torna um íon positivo; quando o átomo ganha elétrons, há excesso de elétrons, e o átomo é denominado íon negativo.
         • À temperatura ambiente, os íons estão em movimento oscilatório ao redor de sua posição de equilíbrio, enquanto os elétrons livres estão em movimento aleatório ou desordenado. Portanto, nos sólidos que possuem elétrons livres, é possível que a carga elétrica seja transportada através deles e, por isso, dizemos que esses materiais são condutores de eletricidade.
           • Os metais, o carvão, o solo e o corpo humano são exemplos de materiais condutores

4. C = unidade de carga chamada coulomb.

5. Partículas eletrizadas com carga de sinais iguais se repelem, mas partículas com cargas opostas se atraem.

   • Para eletrizar um corpo é necessário criar um desbalanço entre o número de elétrons e o número de prótons. Isso é comumente feito de 3 formas: por atrito, por contato e por indução.

6. ELETRIZAÇÃO POR ATRITO.

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   • corpos ficam com cargas opostas e a conservação da carga se mantém.
     • Corpos com cargas de sinal opostas; Conservação da carga. Isto é, se o sistema estava inicialmente neutro, continua neutro.
     • caso observado por Tales de Mileto e corresponde a brincadeira de esfregar a caneta no cabelo.

7. Eletrização por contato.

   • Corpos com cargas de mesmo sinal; Conservação da carga. Isto é, a carga inicial é distribuída entre os corpos.
   • Observação: nos condutores a carga elétrica em excesso se distribui na superfície.
   • Caso particular: esferas idênticas.
     • Nesse caso a carga inicial se distribui igualmente entre as esferas. Isso significa que cada esfera fica com metade da carga inicial.
     • Dica: como saber a distribuição de cargas entre as esferas? Simples! Primeiro a gente encontra a carga líquida antes do contato, depois divide esse valor pelo número de esferas
   • Condutor em contato com a Terra.
     • Todo excesso de carga vai para a Terra. Dessa forma o condutor fica neutro. É comum dizer que estamos aterrando o condutor
     • Sempre que um condutor com excesso de cargas for ligado a Terra ele descarrega. É comum chamar isso de aterramento. Sabe essas tomadas com três pinos? Então, o terceiro pino faz o contato com um fio que está aterrado. Isso serve para aumentar proteção da rede elétrica das nossas casas.
     • Fazer essa ligação com a Terra é utilizada também nos para-raios. Isso faz com que aquele excesso de cargas vinda de um raio, vai diretamente para a Terra.

8. Eletrização por contato.

   • Corpos com cargas de mesmo sinal; Conservação da carga. Isto é, a carga inicial é distribuída entre os corpos.
   • Considere dois condutores A e B, sendo A eletrizado e B neutro. Ao coloca-los em contato esse excesso de carga se distribui entre os dois corpos.
   • Observação: nos condutores a carga elétrica em excesso se distribui na superfície.
   • Caso particular: esferas idênticas.
     • Nesse caso a carga inicial se distribui igualmente entre as esferas. Isso significa que cada esfera fica com metade da carga inicial.
     • Dica: como saber a distribuição de cargas entre as esferas? Simples! Primeiro a gente encontra a carga líquida antes do contato, depois divide esse valor pelo número de esferas
   • Condutor em contato com a Terra.
     • Todo excesso de carga vai para a Terra. Dessa forma o condutor fica neutro. É comum dizer que estamos aterrando o condutor.
     • Sempre que um condutor com excesso de cargas for ligado a Terra ele descarrega. É comum chamar isso de aterramento. Sabe essas tomadas com três pinos? Então, o terceiro pino faz o contato com um fio que está aterrado. Isso serve para aumentar proteção da rede elétrica das nossas casas.
     • Fazer essa ligação com a Terra é utilizada também nos para-raios. Isso faz com que aquele excesso de cargas vinda de um raio, vai diretamente para a Terra.

9. Eletrização por indução.

   • Se aproximamos um corpo carregado de um condutor neutro. Veremos uma separação de carga no condutor. O corpo carregado INDUZ uma separação de cargas no condutor neutro.
   • Observe que mesmo após a separação de cargas, o corpo da direita (que sofre indução) ainda continua neutro. Nesse processo há apenas uma separação de cargas. Se afastarmos os dois corpos, veremos as cargas se reorganizando no condutor (corpo da direita).
   • Esse fenômeno também ocorre em isolantes. Mas nesse caso damos o nome de polarização.
     • Ao contrário dos condutores, existem sólidos nos quais os elétrons estão firmemente ligados aos respectivos átomos, isto é, essas substâncias não possuem elétrons livres, ou o número de elétrons livres é relativamente pequeno. Assim, não será possível o deslocamento de carga elétrica através desses objetos, que são denominados isolantes elétricos ou dielétricos.
       • não há condutores perfeitos ou isolantes perfeitos, apenas bons condutores e maus condutores.
       • Além dos condutores e isolantes, existem os semicondutores, materiais que, dependendo do arranjo de seus átomos, podem se comportar como isolantes ou condutores.
         • . A configuração desses arranjos é obtida através de uma dopagem de materiais, e esta pode ocorrer de duas maneiras
           • dopagem tipo p, em que é inserido um material no cristal de modo que ele fique com ausência de elétrons, provocando uma lacuna (ou buraco) no cristal e permitindo que os elétrons da vizinhança migrem para ocupá-la e, dessa forma, há condução da eletricidade.
           • E a dopagem do tipo n, em que um material com excesso de elétrons é inserido no cristal até que ele fique com excesso de elétrons disponíveis para se deslocar ao longo da rede cristalina e, portanto, conduzir eletricidade
     • Apesar de não haver deslocamento de carga elétrica nos isolantes, esse tipo de material pode ser eletrizado.
       • . A diferença é que nos condutores as cargas elétricas se localizam na superfície do material e, nos isolantes, elas permanecem na região em que apareceram.
     • A porcelana, a borracha, o vidro, o plástico, o papel, a madeira, etc. são exemplos de substâncias isolantes.