Carga elétrica

Unidade 8
Eletricidade e Magnetismo
Eletrostática e Eletrodinâmica
• Os fenômenos elétricos estão associados aos
elétrons.
Cargas Elétricas
• As cargas elétricas podem ser positivas ou negativas
• Cargas opostas se atraem
• Cargas iguais se repelem
Carga elétrica
• A unidade de medida é o Coulomb (c)
• A carga elétrica de um prótons (+) e um elétron () é a mesma:
0,00000000000000000016 c ou 1,6.10 (-19) C
• Sendo que o elétron possui carga negativa e os
prótons carga positiva
• Um átomo geralmente possui cargas neutras,
pois a quantidade de prótons e elétrons é a
mesma.
Condutores e Isolantes
Alguns materiais podem conduzir ou isolar
a passagem de carga elétrica. Por exemplo, o
ferro é um bom condutor, já a borracha funciona
como isolante.
Vídeo
http://www.uhull.com.br/09/18/homem-flagraraio-enorme-atingindo-a-agua-em-montenegro/
Eletrização
• A maioria dos objetos que nos cercam, estão
eletricamente neutros, ou seja, possuem a
mesma quantidade de prótons e elétrons nos
seus átomos.
• Um objeto eletricamente carregado,
apresenta um desequilíbrio na quantidade de
prótons e elétrons:
• Quando a quantidade de prótons for maior que a
de elétrons, ele estará carregado positivamente.
• Quando a quantidade de elétrons for maior que a
de prótons, ele estará carregado negativamente.
• Para eletrizar um corpo ou objeto neutro,
precisamos alterar sua quantidade de prótons
ou elétrons. Isso pode ser feito de 3 maneiras:
– Atrito
– Contato
– Indução
Contato
• Um objeto neutro ao entrar em
contato com outro carregado,
transfere elétrons até que haja
um equilíbrio eletrostático.
Depois, por terem cargas iguais,
se repelem.
Indução
• Neste caso não há contato entre os corpos. O
corpo indutor possui carga positiva ou negativa, e
o induzido, carga neutra. Há apenas a separação
de cargas no átomo induzido.
Eletrodinâmica
Área da física que estuda as cargas
elétricas em movimento, incluindo o estudo da
corrente elétrica.
• Corrente elétrica: é o movimento ordenado
de elétrons (ou de cargas) através de um
condutor.
– Quando a corrente elétrica circula por um circuito,
temos um circuito elétrico, que pode ser aberto
ou fechado.
Circuito aberto e fechado
Calculando a quantidade de carga e
corrente elétrica
• Embora a massa de um próton seja quase 2 mil vezes mais
do que a massa de um elétron, ambos possuem a mesma
quantidade de carga elétrica fundamental (e) = 1,6.10 (19) C
•
Para calcular a quantidade de carga excedente em um
corpo usamos a seguinte fórmula:
Q = e.n
*Sendo n o número de partículas excedentes (prótons ou elétrons)
*O sinal de Q será positivo se as partículas excedentes forem prótons e negativa se forem
elétrons.
• Para calcular a intensidade da corrente
elétrica (i), utilizamos a seguinte fórmula:
i= Q/t
Sendo:
T = tempo medido em segundos
Q = quantidade de carga
i = Intensidade da corrente elétrica
* A unidade de medida utilizada é o Ampére
Diferença de Potencial Elétrico
• Só podemos estabelecer uma corrente elétrica
entre dois pontos se houver uma diferença de
potencial elétrico entre eles.
• Chamamos essa diferença de potencial de ddp,
ou tensão elétrica
• A unidade de medida é o volt (V)
• Nas casas brasileiras as tomadas geralmente são
de 110V ou 220V
Resistência Elétrica
• Cada substância apresenta uma resistência
característica à passagem de corrente elétrica,
chamada de resistividade.
– Quanto mais longo um objeto, maior sua resistividade
– Quanto mais fino, mais será sua resistência também
– A unidade de medida da resistência elétrica é o ohm
Potência Elétrica
• Os aparelhos elétricos geralmente
transformam energia elétrica em outras
formas de energia.
– Ex: calor, luz
• Potência elétrica é a velocidade em que
ocorre essa transformação.
• A unidade de medida é o Watts (w)
A História da Energia Elétrica
• Thomas Alva Edison (1874- 1931), um dos
maiores inventores de todos os tempos,
desenvolveu muitos equipamentos elétricos,
entre eles a lâmpada.
Geradores de energia elétrica
• Os geradores são usados para criar uma
diferença de potencial elétrico entre dois
pontos de um circuito. Podem ser:
– Químicos: Produzem energia elétrica a partir de
reações químicas.
• Pilhas e baterias
– Mecânicos: Transformam energia cinética
mecânica em energia elétrica.
• Usinas hidrelétricas, nucleares, solar, eólica
Perguntas - Curiosidades
• Porque as pessoas dão choque?
• Quais as cargas das nuvens?
• Porque os passarinhos não morrem
eletrocutados?
• Porque as crianças tomam choque nos
escorregadores dos parquinhos?
Magnetismo
• Estudo das forças de atração e repulsão
• Os ímãs são materiais que possuem a
capacidade de atrair ou repelir alguns tipos de
materiais.
Ímãs naturais e artificiais
• A palavra magnetismo tem origem em uma
região da Grécia, a Magnésia, onde há grande
quantidade do mineral magnetita, que é um
ímã natural.
• Os ímãs artificiais (eletroímã) são criados pelo
atrito com ímãs naturais ou induzidos, como
por exemplo, enrolar um fio em um corpo de
ferro, por onde passará uma corrente elétrica.
• As extremidades de um ímã são chamadas de
polos magnéticos. Todo ímã possui dois polos,
Norte e Sul, sendo que nessas regiões o
magnetismo é mais intenso.
• Se o ímã for quebrado ao meio, ele dará
origem a dois ímãs com dois polos cada. Isso
acontece por as cargas não pode ser
separadas.
• Os ímãs só atraem materiais como ferro,
níquel e cobalto. Outros metais, como cobre e
alumínio, não são atraídos.
Campo magnético
• Os ímãs agem a distância, dependendo do
tamanho do seu campo magnético. As regiões
mais próximas ao ímã são mais intensas.
• O campo magnético não é visível.
Campo magnético da Terra
• O polo magnético e o polo geográfico não
coincidem.
Bússola
• A bússola é originária da China.
• Foi um importante instrumento para os
navegantes.
• Possui uma agulha no centro que aponta
sempre para o norte.