Eletrostatica resumo

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Eletrostatica resumo

  1. 1. www.nsaulasparticulares.com.br – Prof. Nilton Sihel – Tel.: 3825-2628 / 3663-5692 Pág. 1 ELETROSTÁTICA I) CARGA ELÉTRICA: Dizemos que um corpo está eletricamente neutro quando o número de prótons é igual ao número de elétrons. Dizemos que um corpo está carregado positivamente quando o ele perde elétrons e assim o número de prótons é maior que o de elétrons. Dizemos que um corpo está carregado negativamente quando ele ganha elétrons e assim o número de elétrons é maior que o de prótons. Obs.: Só é possível para um átomo ganhar ou perder elétrons. O próton e o nêutron estão “presos” no núcleo. Próton Carga Positiva Valor da carga de 1 próton: p = +1,6 x 10 -19 C Qp = n x p Qp = carga total positiva (C) n = número de prótons em excesso Elétron Carga Negativa Valor da carga de 1 elétron: e = - 1,6 x 10 -19 C Qe = n x e Qe = carga total negativa (C) n = número de elétrons em excesso Nêutron Não tem carga elétrica. Dizemos que ele é neutro. Unidade de carga elérica: C = coulomb mC = 10-3 C C = 10-6 C C = 10-9 C pC = 10-12 C II) FORMAS DE ELETRIZAÇÃO a) Por atrito: Friccionando dois objetos de materiais diferentes. (tab. completa no final da apost.) Ao friccionar dois objetos quaisquer da lista ao lado, o objeto que está acima fica com carga positiva e o que está abaixo, negativa. As cargas ficam eletrizadas com sinais opostos. (Veja também a tabela no final da pág. 4) Série Triboelétrica + vidro mica lã seda papel madeira âmbar ebonite enxofre – celulóide b) Por contato: Ao encostar dois objetos idêntico, estando ao menos um deles carregado, o que tiver maior quantidade de elétrons sede para aquele que tiver menos até ambos entrarem em equilíbrio elétrico, ou seja, ambos ficam com o mesmo valor de carga final e com o mesmo sinal, porém a soma das cargas permanece constante. 2 ' 21 QQ Q   ''21 QQQQ  c) Por indução: Ocorre quando aproximamos uma carga eletrizada de outra neutra, mas sem encostar uma na outra. As cargas ficam com sinais opostos. Tem-se inicialmente uma carga neutra, ou seja, o número de prótons igual ao de elétrons. Aproxima-se um bastão carregado eletricamente da carga neutra. Se o bastão for de carga positiva (observe a figura) ele irá atrair os elétrons, e se ele for de carga negativa, irá repeli-los. Conecta-se um fio terra ao corpo neutro e elétrons poderão ser atraídos ou repelidos através do fio, dependendo do sinal do bastão. Ainda com o bastão próximo corta-se o fio terra, não havendo mais o deslocamento de elétrons. A carga que até então estava neutra passa a ficar eletrizada com sinal oposto ao do bastão.
  2. 2. www.nsaulasparticulares.com.br – Prof. Nilton Sihel – Tel.: 3825-2628 / 3663-5692 Pág. 2 III) FORÇA ELÉTRICA (Lei de Coulomb): Importante: ocorre sempre entre duas cargas elétricas. 2 21 .. d QQk F o  F = força elétrica de cargas puntiformes (N) ko = constante eletrostática no vácuo = 2 2 9 . 10.9 C mN Q1 e Q2 = carga elétrica fixa (C) (C = 10-6 ) d = distância entre as duas cargas (m) Cargas de sinais opostos se atraem. Cargas de sinais iguais se repelem. IV) FORÇA RESULTANTE 1) 2) 3) V) CAMPO ELÉTRICO DE UMA CARGA PUNTIFORME: Desempenha o papel de transmissor de interações entre cargas elétricas. 2 . d Qk E o  qEF . E = campo elétrico (N/C ou V/m) Q = carga fixa (C) (C = 10-6 ) q = carga móvel (C) (C = 10-6 ) a) Convenção do sentido do vetor campo elétrico E: O campo elétrico de uma carga positiva gerado em um ponto P tem sentido para fora da carga. O campo elétrico de uma carga negativa gerado em um ponto P tem sentido para fora da carga. b) Campo elétrico entre duas cargas: Com sinais diferentes Com sinais iguais N = nulo c) Campo elétrico resultante gerado por duas cargas elétricas pontuais:
  3. 3. www.nsaulasparticulares.com.br – Prof. Nilton Sihel – Tel.: 3825-2628 / 3663-5692 Pág. 3 VI) CAMPO ELÉTRICO UNIFORME Num Campo Elétrico Uniforme, as superfícies equipotenciais, por serem perpendiculares às linhas de força, são planas e paralelas entre si. VII) DIREÇÃO E SENTIDO DA FORÇA SOBRE UMA CARGA MÓVEL (Q) IMERSA EM UM CAMPO ELÉTRICO UNIFORME qEF . 1) Quando a carga móvel for positiva, a força tem a mesma direção e sentido do campo elétrico. 2) Quando a carga móvel for negativa, a força tem a mesma direção do campo elétrico, porém sentido oposto. VIII) CARGA ELÉTRICA IMERSA EM UM CAMPO ELÉTRICO UNIFORME EM EQUILÍBRIO COM A GRAVIDADE P = F  qEgm ..  IX) POTENCIAL ELÉTRICO É uma grandeza escalar, portanto não é representada por uma flecha de vetor. Além disto, o seu valor não é em módulo, ou seja: Q +  V + e Q –  V – d Qk V o .  V = Potencial Elétrico (V) ko = constante eletrostática no vácuo = 2 2 9 . 10.9 C mN Q = carga elétrica fixa (C) (C = 10-6 ) d = distância entre a carga e o ponto do potencial elétrico que será calculado (m) Caso existam várias cargas gerando potencial em um ponto, o potencial resultante é a simples soma algébrica dos potenciais produzidos separadamente pelas cargas Q1 , Q2 , Q3 , ... VA = V1 + V2 + V3 + ... ... ... 3 3 2 2 1 1  d Qk d Qk d Qk V ooo A U = DDP = Diferença de Potencial Elétrico Com a fórmula d Qk V o .  , calculamos o potencial elétrico em dois pontos A e B (portanto usamos a fórmula duas vezes) e achamos VA e VB. A ddp entre os pontos A e B será: U = VA – VB. A ddp entre os pontos B e A será: U = VB – VA. Se um dos pontos for muito distante da carga, ou seja, tende ao infinito, então V = 0.
  4. 4. www.nsaulasparticulares.com.br – Prof. Nilton Sihel – Tel.: 3825-2628 / 3663-5692 Pág. 4 X) SUPERFÍCIE EQUIPOTENCIAL É qualquer superfície cujos pontos têm todos os potenciais elétricos iguais. No campo de uma carga puntiforme Q, as superfícies equipotenciais são esféricas e concêntricas com a carga Q. As linhas de força são perpendiculares às superfícies equipotenciais. Observe que no sentido do campo E o potencial V vai diminuindo o seu valor. E.d = U XI) ENERGIA POTENCIAL ELETROSTÁTICA EA = q . VA EB = q . VB XII) TRABALHO DE UMA CARGA ELÉTRICA MÓVEL ).( finalinicialIF VVq  ABAB Uq.  ).( BAAB VVq  BABA Uq.  ).( ABBA VVq  Observe na figura abaixo que o cálculo do trabalho depende apenas do potencial de onde a carga sai e do potencial de onde a carga chega. O trabalho não depende da trajetória que a carga percorreu. BCI Uq. 0.  BBII Uq 0.  CCIII Uq BAIV Uq. ACV Uq. Série Triboelétrica:

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