Apresentação do PowerPoint

Eletricidade
Tudo depende do
eletron


Tales de Mileto, século VI a. C.
Objetos leves atraíam ou repeliam
o âmbar*.
*Âmbar – Resina fóssil utilizada na confecção de objetos
ornamentais. Ao ser atritado com outros objetos, estes eram
atraídos ou repelidos.
Física - Eletrostática e Aplicações - Wildson W de Aragão
2
Robert Millikan
mediu nossas massas e
determinou, usando o
resultado de Thomson, a
nossa carga.
m = 9,1 x 10-31 kg
e = 1,6 x 10-19 C
Robert Millikan
1868 – 1953
Nobel 1923
Muitos foram os modelos de átomos, nossa
moradia.
O atual leva em conta o Princípio da
Incerteza.
Não somos encontrados em endereços
certos, mas em regiões prováveis.
Modelo de
Thomsom
Modelo de
Rutherford
Modelo
de Bohr
Modelo de
Bohr- Sommerfeld
Modelo atual
Orbitais: s, p, d,f
Por termos cargas negativas,
entre nós existe repulsão:
cada um empurra o outro
para mais longe possível.
Porém entre nós e os
prótons, que possuem
cargas positivas, a atração
é irresistível!
Nos átomos somos
numericamente iguais aos
protons existente no núcleo,
por isso os átomos
apresentam-se, geralmente,
neutros.
Como ocupamos regiões em torno do núcleo,
sempre que adquirimos energia suficiente,
podemos escapar do campo de influência do
núcleo e passar de um material para outro.
Isto ocorre na ELETRIZAÇÃO.
Na eletrização ocorre
transferência de elétrons
de um corpo para outro.
Carga negativa
Carga positiva
“falta de elétrons”
“excesso de
elétrons”
A série indica para
onde nos
transferimos quando
2 materiais são
colocados em forte
contato, como o
atrito.
Série triboelétrica
Mão humana
Pele de coelho
Vidro
Nylon
Seda
Papel
Borracha
Acetato
Poliester
isopor
PVC
Mais negativo
Exemplo:
vidro com seda
Vidro (+) e seda (-)
Mais positivo
Em alguns materiais, muitos de nós,
somos livres.
Temos a liberdade de compartilhar
com diversos átomos e,
sob
influência externa, movimentamos
através da matéria.
Condutores e Isolantes
.
Possuem eletrons livres.
Eles podem se
movimentar,
e levar energia de um
ponto para outro
Não possuem eletrons
livres.
As cargas ficam
localizadas.
O material isolante não
transmite eletricidade.
Eletrização e Neutralização por
contato
MATERIAL CONDUTOR
Indução eletrostática
Temos muita mobilidade
dentro de um condutor.
Sob a influência de uma
carga externa nós
deixamos uma região
negativa e outra positiva.
Processo de separação de
cargas que ocorre num
condutor sob influência de
cargas externas externas.
A nossa tendência é “fugir”
para mais longe possível de
outras cargas negativas.
Eletrizando por indução
Principalmente quando um
condutor permite que isto
ocorra .
O sinal da carga residente
no corpo eletrizado é oposto
ao da carga indutora.
O eletróforo
de Volta
Entre nós, cargas negativas, a força
elétrica é de repulsão.
O mesmo ocorre entre cargas
positivas.
Porém entre nós e os protons,cargas
de sinais opostos, ela é de atração.
Quanto mais próximos, mais intensa é
a força elétrica.
O experimento
de Coulomb
Constante de Coulomb
k = 9×109 N/C2·m2
Charles A
Coulomb
(1736 – 1806)
Inventou a balança de torsão
para medir a força elétrica entre
duas esferas.
F = kq1q2/d2
Cargas eletricas
Unidade de carga
1 coulomb = 1 C
A nossa carga é chamada de
“carga elementar” e é
simbolizada pela letra “e”.
Quantos de nós são
necessários para constituirmos
uma carga 1 C?
Carga elementar
e = 1,6 x 10-19 C
625 x 1016
cargas elementares
são necessários
para formar 1 C
LEI DE COULOMB
q1
q2
+
F
+
F
-
F
d
q1
q2
-
F
d
q1
+
C
o
n
c
l
u
s
õ
e
s
E
x
p
e
r
i
m
e
n
t
a
i
s
d
e
C
o
u
l
o
m
b
F
F
q2
-
A
sf
o
r
ç
a
sd
eC
o
u
lo
m
bs
ã
o
d
ir
e
t
a
m
e
n
t
ep
r
o
p
o
r
c
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n
a
is
a
op
r
o
d
u
t
oe
n
t
r
eo
sm
ó
d
u
lo
s
d
a
sc
a
r
g
a
sd
o
sc
o
r
p
o
s
.
F
F
q
.
2
1
2
d
2
1
A
sforçasd
eC
oulom
bsão
inversam
e
nteproporcionais
aoquad
rad
od
ad
istância
quese
paraascorposcarregad
os.
d
q
q.q
F
1
2
d
Variando somente as cargas
6F
3q1
2q2
+
6F
+
6 F a 3q1 . 2q2
d
2F
2 F a 4 q1 .0,5 q2
4q1
0,5q2
+
2F
+
d
Variando somente a distância
F
q1
q2
+
+
F
F a
d
F
4
+
+++++++++++++
d
2d
1
d2
F
4
1
F
a 22
(2d)
4
d
Exercitando
Complete as lacunas de forma que a
Lei de Coulomb seja respeitada.
F
q1
q2
+
+
F
F a q1 . q 2
d
q1
2
q2
2
q1
2
q1
q2 q2
27 5
q1
2
q2
3
q2
q2
2 q2
q2
q
3 2 4 q2 4 q 2
2
F
5
F
6
F
4
F
2
F
2F
6F
9 q1 q1
F
3
q1
2 q1 2 q1 5 q1 10 q1
8 F 20 F 5 F
Exercitando
Complete as lacunas de forma que a
Lei de Coulomb seja respeitada.
F
q1
q2
+
+
F
F a
d
16 F 25 F 3 F
d
4
d
5
d
3
1
d2
9F
4F
F
F
4
F
9
F
16
F
25
F
2
d
3
d
2
d
2d
3d
4d
5d 2d
Gráfico
Fxd
F(N)
F
d
1
1
1
4
1
9
1
16
1
F a 2
d
2
3
4
d(m)
Natureza vetorial da Força Eletrostática
1)
F
q1
+
F
4
q2
FR
FR = F1 + F2
Módulo da resultante:
F
FR = F 4
q3
+
+
d
Vetorialmente:
F
F
4
2d
a = 180o
FR =  F12 + F22 + 2F1 .F2.cos a
3F
FR =
4
Natureza vetorial da Força Eletrostática
2)
F
q1
q2
+
+
F
4
d
Vetorialmente:
Módulo da resultante:
F
FR = F+
4
FR = F1 + F2
F
q3
FR
F
4
2d
-
a = 0o
FR =  F12 + F22 + 2F1 .F2.cos a
5F
FR =
4
Natureza vetorial da Força Eletrostática
F1
FR = F1 + F2
a = 90o
3)
q1
FR =  F12 + F22 + 2F1 .F2.cos a
+
d
q2
F2
+
2d
F2
q3
-
a
FR =  F12 + F22
F1
FR
Natureza vetorial da Força Eletrostática
F1
4)
q2
+
a = 120o
a
FR
FR = F 1 + F2
F2
q1
+
-
q3
FR =  F12 + F22 + 2F1 .F2.cos a
Natureza vetorial da Força Eletrostática
F1
5)
q2
+
a = 120o
a
FR
FR = F1 + F2
F2
q1
+
-
-2q3
FR =  F12 + F22 + 2F1 .F2.cos a


William Gilbert (1544 – 1603) retoma a experiência
original e verifica que a propriedade apresentada
pelo âmbar é comum a outras substâncias quando
atritadas entre si.
“Elétrico” -> “elektron” (do grego, designa âmbar).
Daí, corpos eletrizados ou carregados de
eletricidade.
(William Gilbert)
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
OTTO VON GUERICKE (1602 – 1686): Construiu a primeira
máquina geradora de eletricidade estática.
STEPHEN GRAY (1666 – 1736): Estabeleceu a distinção entre
condutores e isolantes.
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

CHARLES DU FAY (1698 – 1739): Teoria da existência das
eletricidades vítrea e resinosa.
BENJAMIN FRANKLIN (1706 – 1790): Deu impulso definitivo na
eletricidade. Inventou pára-raios e investigou teorias na área.
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



Franklin concebeu que os corpos possuíam um fluido elétrico.
Excesso de fluido = corpo positivamente eletrizado, como
vidro atritado com seda (eletricidade vítrea).
Falta de fluido = corpo negativamente eletrizado, como o
âmbar (resina) atritado com seda.
Fluido elétrico não existe. Corpos positivos tem falta de
elétrons e corpos negativos tem excesso de elétrons (-).
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
CHARLES AUGUSTIN DE COULOMB (1736 – 1806): Utilizando
a Balança de torção, estabeleceu a lei que leva seu nome.
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
ALESSANDRO VOLTA (1754 – 1827): Construiu a pilha
elétrica. Obtenção de corrente elétrica (cargas elétricas em
movimento ordenado).
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

Prótons e elétrons interagem com uma Força Eletrostática.
Prótons do núcleo interagem com Força Nuclear e Força
Eletrostática.
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
Pentear os cabelos;

Tirar um agasalho ou camisa de lã;

Aproximar de aparelhos de TV;

Tocar maçanetas de porta;
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
Abastecimento de aviões
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
A parte esférica superior acumula cargas
elétricas
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
Usados para determinar se um corpo está
eletrizado ou não, e, se tiver, o sinal de sua
carga.
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
Indicam direção e sentido do campo elétrico
de uma ou mais cargas.
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
1. A Xerografia – Máquina Copiadora:
O advogado norte americano Chester Carlson recobriu de
enxofre uma placa de zinco e a eletrizou por atrito com
algodão.
Placa pulverizada com licopódio
Cilindro pulverizado com selênio
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
2. Impressoras a jato de tinta
Entre duas placas eletrizadas (no eletrodo) existe um campo
elétrico que regula a orientação das gotas lançadas pelo
emissor.
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
3. Os pára-raios
3. 1. Pára –raios de Franklin:
Haste condutora disposta verticalmente no ponto mais
alto da estrutura a ser protegida.
Um fio condutor cravado profundamente no solo induz
as cargas em excesso recebidas pelo pára-raios.
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
Campo de proteção do pára-raios:
Forma um cone tendo como vértice o ponto mais alto do
pára-raios, cuja geratriz forma 60º com a horizontal.
(ABNT)
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
3. 2. Pára-raios radioativos
Ioniza-se o ar nas vizinhanças da ponta, devido material
radioativo existente. Por causar problemas ambientais, seu
uso atualmente está proibido.
Proibição: Norma 5419/93 ABNT – Associação Brasileira de
Normas e Técnicas.
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
4. Pulverização Eletrostática
Redução dos impactos ambientais devido à diminuição do
uso de agrotóxicos.
O método de aplicação atual é extremamente desperdiçador
e contaminador.
Grande parte do produto é depositado no solo.
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A pulverização consiste em lançar gotas eletrizadas para
melhor eficácia do inseticida e menor deposição no solo.
As gotículas carregadas são atraídas por indução para as
folhas. Nelas, elas repelem-se, espalhando-se pelo vegetal,
inclusive na parte inferior.
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O método reduz em 50% o uso dos ingredientes ativos e as
perdas para o solo são 20 vezes menores que no método
convencional.
Fonte:
Aldemir Chaim
http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/recursos/Chaim_pulveri
zacaoID-2bQck4Ciug.pdf
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OBRIGADO!
[email protected]
W W De Aragão, 2012
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