Eletrostática
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Eletrostática. IVAN SANTOS. Eletrostática. Eletrostática é o ramo da Física que estuda as cargas elétricas em repouso e as interações atrativas ou repulsivas que ocorrem entre elas. Carga elétrica. Portadores de Cargas.

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- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Eletrost tica

Eletrostática

IVAN SANTOS


Eletrost tica

Eletrostática

Eletrostática é o ramo da Física que estuda as cargas elétricas em repouso e as interações atrativas ou repulsivas que ocorrem entre elas.


Eletrost tica

Carga elétrica


Eletrost tica

Portadores de Cargas

Os portadores de carga elétrica são: elétrons - que transportam carga negativa

Íons - Cátionstransportam cargas positivas

Ânionscargas negativas


Eletrost tica

Condutores elétricos

São 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.


Eletrost tica

Isolantes ou dielétricos

Os 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


Eletrost tica

ELETRIZAÇÃO

Explicação do fenômeno de eletrização:

Entre as partículas fundamentais são importantes para a explicação dos fenômenos elétricos o próton, o elétron e o nêutron. Os prótons e os nêutrons se encontram numa região do átomo chamada núcleo. Os elétrons ficam girando ao redor do núcleo, dispostos em várias órbitas.

Atualmente explicamos a eletrização dos corpos com a noção que temos da estrutura dos átomos.


Eletrost tica

Processos Eletrização

Por atrito  

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


Eletrost tica

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.


Eletrost tica

Por contato

 Quando um corpo neutro é colocado em contato com um corpo eletrizado, por meio de um fio condutor, o corpo neutro se eletriza


Eletrost tica

Por aquecimento

Certos corpos, quando aquecidos, eletrizam-se, apresentando eletricidades de nomes contrários em dois pontos diametralmente opostos. O fenômeno é chamado fenômeno piroelétrico. É mais comum em cristais, como por exemplo na turmalina.

Por pressão

Certos corpos, quando comprimidos, eletrizam-se, apresentando eletricidades de nomes contrários nas extremidades. O fenômeno é chamado fenômeno piezoelétrico. Também é mais comum em cristais, como por exemplo, turmalina, calcita e quartzo.


Eletrost tica

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)SiliconeTeflon

Séries triboelétricas

-

+

Vidro Mica Lã Seda Algodão Madeira Âmbar Enxofre Metais

O trovão é uma onda sonora provocada pelo aquecimento do canal principal durante a subida da Descarga de Retorno. Ele atinge temperaturas entre 20 e 30 mil graus Celsius em apenas 10 microssegundos (0,00001 segundos). O ar aquecido se expande e gera duas ondas: a primeira é uma violenta onda de choque supersônica, com velocidade várias vezes maior que a velocidade do som no ar e que nas proximidades do local da queda é um som inaudível para o ouvido humano; a segunda é uma onda sonora de grande intensidade a distâncias maiores. Essa constitui o trovão audível


Raio trov o e rel mpago

Raio, Trovão e Relâmpago


Eletrost tica

  • Lenda: Se não está chovendo não caem raios.

  • Verdade: Os raios podem chegar ao solo a até 15 km de distância do local da chuva.

  • Lenda: Sapatos com sola de borracha ou os pneus do automóvel evitam que uma pessoa seja atingida por um raio.

  • Verdade: Solas de borracha ou pneus não protegem contra os raios. No entanto, a carroceria metálica do carro dá uma boa proteção a quem está em seu interior; sem tocar em partes metálicas. Mesmo que um raio atinja o carro é sempre mais seguro dentro do que fora dele.

  • Lenda: As pessoas ficam carregadas de eletricidade quando são atingidas por um raio e não devem ser tocadas.

  • Verdade: As vítimas de raios não "dão choque" e precisam de urgente socorro médico, especialmente reanimação cardio-respiratória.

  • Lenda: Um raio nunca cai duas vezes no mesmo lugar.

  • Verdade: Não importa qual seja o local ele pode ser atingido repetidas vezes, durante uma tempestade. Isto acontece até com pessoas.


Princ pio eletrost tico

PRINCÍPIO ELETROSTÁTICO

PRÍNCIPIO DE ATRAÇÃO E REPULSÃO

+

+

F

F

-

-

F

F

-

+

F

F


Eletrost tica

PRÍNCIPIO DE CONSERVAÇÃO DA CARGA ELÉTRICA

Cargas elétricas de mesmo sinal se repelem e as de sinais opostos se atraem Carga elétrica não se cria, não se perde, apenas se transfere Num sistema eletricamente isolado, a soma das cargas elétricas é constante.


Eletrost tica

Q

Q

= 3Q

= -5Q

1

2

-

-

-

+

+

+

1

2

+

2

1

Q

!

Q

!

+

Q

Q

=

Q

!

Q

!

2

1

DEPOIS DO CONTATO

ANTES DO CONTATO

+

2

-2Q

Q

1

Q

3Q+(-5Q)

-Q

Q

!

=

Q

!

=

=

=

=

1

2

2

2

2

2

1

Q

!

=

Q

!

=

-Q


Lei de coulomb

Lei de Coulomb

  • Charles Coulomb mediu as forças eléctricas entre duas pequenas esferas carregadas

  • Ele descobriu que a força dependia do valor das cargas e da distância entre elas

K=Constate eletrostática


Eletrost tica

LEI DE COULOMB

Q

Q

1

2

F

F

+

+

d

Q

Q

1

-

-

2

F

F

d

Q

Q

2

1

F

F

-

+

d


Eletrost tica

Q

Q

K

Q

Q

2

1

.

.

F

=

d

1

2

+

+

2

d

1

Q

Q

1

2

14

K

Q

Q

2d

.

.

F

=

+

+

1

2

d

2

Q

Q

1

2

19

K

Q

Q

3d

.

.

F

=

+

+

1

d

2

3

F

=

F

=

1/4F

1/9F

3

2

1

1


Eletrost tica

Q

Q

K

Q

Q

2

1

.

.

=

F

d

1

+

+

d

2

1

Q

Q

1

2

Q

Q

4.K

d/2

.

.

F

=

+

+

1

d

2

2

Q

Q

2

1

9.K

Q

Q

d/3

.

.

F

=

+

+

1

2

2

d

3

F

=

4F

F

=

9F

3

2

1

1


Eletrost tica

Q

Q

K

Q

Q

2

1

.

.

F

=

d

1

2

+

+

2

d

1

2Q

Q

2

1

2K

Q

Q

d

.

+

.

F

=

+

2

1

2

d

2

3Q

Q

2

1

d

3K

Q

Q

+

+

.

.

F

=

2

1

d

2

3

F

=

2F

F

=

3F

3

2

1

1


Campo el trico

Campo elétrico

Quando uma esfera está eletrizada, as cargas em excesso repelem-se mutuamente e por isso migram para a superfície externa da esfera, atingindo o equilíbrio eletrostático. Assim, o campo elétrico dentro da esfera (em equilíbrio eletrostático) é nulo, já que não há uma força que atraia uma carga para dentro do corpo.

é o campo de força provocado por cargas elétricas, (elétrons, prótons ou íons) ou por um sistema de cargas. Cargas elétricas num campo elétrico estão sujeitas a uma força elétrica.

K

.

Q

E

=

2

d


Eletrost tica

LINHAS DE CAMPO

Se Q<0 o vetor campo elétrico é de

APROXIMAÇÃO

Se Q>0 o vetor campo elétrico é de

AFASTAMENTO


Superf cie equipotencial

SUPERFÍCIE EQUIPOTENCIAL

Numa superfície equipotencial as linhas de força são sempre perpendiculares às superfícies equipotenciais.

VB

VA

VA

VB


Trabalho da for a el tica

TRABALHO DA FORÇA ELÉTICA

Q

> 0

q

> 0

F

+

+

SENTIDO NATURAL DO DESLOCMENTO

>0

Q

> 0

q

< 0

F

+

+

SENTIDO NATURAL DO FORÇADO

<0


Eletrost tica

A

C

B

=

=

C

B

A

O Trabalho não depende da trajetória.


Eletrost tica

Q

q

F

B

d

A

d

A

AB

F.d

AB

=

AB

q.K Q.(1 – 1)

=

AB

d

d

A

B


Eletrost tica

Q

q

F

B

d

A

d

A

AB

0

q.K Q.(1 – 1)

=

A

d

d

A

B

q.K .Q

Podemos afirmar que esse é o maior trabalho da força elétrica, para deslocar uma carga do ponto A até o infinito

=

A

d

A


Eletrost tica

ENERGIA PONTENCIALELÉTRICA

0

=

q.K Q.(1 – 1 )

q.K .Q

A

=

A

d

d

A

d

B

A

Sendo EpB = 0 por considerar o infinito como referencial

0

E

E

-

=

A

P

P

A

B

E

q.K .Q

E

=

=

A

P

P

A

A

d

A


Potencial el trico

POTENCIAL ELÉTRICO

A grandeza escalar potencial elétrico é definida como a energia potencial elétrica 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:


Eletrost tica

E

q.K .Q

E

=

V

P

=

A

q

P

A

A

d

A

q.K .Q

d

E

A

K .Q

=

V

P

=

=

A

d

q

q

A

A

1V

K .Q

1 joule

1 volt

V

=

=

=

d

A

1coulomb

A


Eletrost tica

POTENCIAL DE VÁRIAS CARGAS

Q1

d1

Q2

P

d2

d3

VP=

V1 +

V2 +

V3

Q3

O POTENCIAL NUMA REGIÃO SOBRE A INFLUÊNCIA DE VÁRIOS CAMPOS É A SOMA DOS POTENCIAIS ELÉTRICOS GERADO POR ESSES CAMPOS


Diferen a de potencial u

DIFERENÇA DE POTENCIAL (U)

Q

q

F

B

A

d

AB

E

E

-

q.VA -

q.VB

=

=

A

B

P

A

P

B

A

B

{

E

=

q.VA

P

q.(VA -

VB)

A

=

A

E

B

=

q.VB

P

B


Eletrost tica

DIFERENÇA DE POTENCIAL (U)

q.(VA -

VB)

=

A

B

UAB

É chamado de diferença de potencial elétrica entre os pontos A e B (ddp) ou tensão elétrica entre os pontos A e B.

AB

U

=

q


Eletrost tica

VARIAÇÃO DO POTENCIAL AO LONGO DE UMA LINHA DE FORÇA

Q

A

B

C

+

Como dA<dB<dc, temos: VA >VB>VC

K .Q

V

=

d

Percorrendo uma linha uma linha de força no seu sentido, encontramos sempre pontos de menor potencial.

VA >VB>VC

A

B

C


Eletrost tica

VARIAÇÃO DO POTENCIAL AO LONGO DE UMA LINHA DE FORÇA

Q

A

B

C

-

Como dA <dB<dc, temos: VA>VB>VC

K .Q

V

=

d

Percorrendo uma linha de força no seu sentido, encontramos sempre pontos de menor potencial.

VA >VB >VC

A

B

C


Diferen a de potencial num campo el trico uniforme

DIFERENÇA DE POTENCIAL NUM CAMPO ELÉTRICO UNIFORME

E

q.(VA -

VB)

=

A

B

F

UAB

q

q.E.d

=

A

d

B

q.(VA -

VB)

q.E.d

VA

=

VB

UAB=

E.d

FIM DA AULA


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