Carga Elétrica 3º D

Carga Elétrica

Carga elétrica é uma das propriedades fundamentais da matéria associada a algumas partículas elementares (partículas que constituem os átomos como: prótons, elétrons, pósitrons, nêutrons, neutrinos, etc.).

Cada partícula elementar recebe um valor numérico que representa sua quantidade de carga elétrica. A carga elétrica é medida indiretamente pelos cientistas.

Algumas partículas não possuem carga e são chamadas de neutras.

O nêutron é um exemplo desse tipo de partícula.

O elétron e o próton receberam um valor de carga elétrica denominado carga elementar, representado pela letra e. Na época de suas descobertas não se pensava em algo mais primitivo que essas partículas, por isso o nome elementar. Hoje se conhece partículas com cargas menores do que a carga elementar e, por convenção, esse termo se mantém em 

uso. 

                                      Atração e Repulsão

A existência de atração e repulsão foi descrita pela primeira vez em termos de cargas elétricas por Charles François de Cisternay du Fay em 1773. Investigando-se a eletrização por atrito concluiu-se que existem dois tipos de carga: carga positiva e carga negativa, como mostra a figura abaixo.

                     

                  Conservação da carga

Normalmente um corpo é neutro por ter quantidades iguais de cargas positivas e negativas. Quando o objeto I transfere carga de um dado sinal para o objeto II, o objeto I fica carregado com carga de mesmo valor absoluto, mas de sinal contrário. Esta hipótese, formulada pela primeira vez por Benjamin Franklin, é considerada a primeira formulação da lei de conservação de carga elétrica.

               Quantização da carga

Em diversos problemas que serão abordados neste curso, assumiremos a existência de cargas distribuídas continuamente no espaço, do mesmo modo como ocorre com a massa de um corpo. Isto pode ser considerado somente uma boa aproximação para diversos problemas macroscópicos. De fato, sabemos que todos os objetos diretamente observados na natureza possuem cargas que são múltiplos inteiros da carga do elétron

onde a unidade de carga , o coulomb, será definida mais adiante. Este fato experimental foi observado pela primeira vez por Millikan em 1909.
Fonte: satie.if.usp.br

    

A matéria é formada de pequenas partículas, os átomos. Cada átomo, por sua vez, é constituído de partículas ainda menores, no núcleo: os prótons (positivos) e os nêutrons (sem carga); na eletrosfera: os elétrons (negativos).
Às partículas eletrizadas, elétrons e prótons, chamamos "carga elétrica".

 

Condutores de eletricidade

São os meios materiais nos quais há facilidade de movimento de cargas elétricas, devido a presença de "elétrons livres". Ex: fio de cobre, alumínio, etc.

 

                                   Isolantes de eletricidade

São os meios materiais nos quais não há facilidade de movimento de cargas elétricas. Ex: vidro, borracha, madeira seca, etc.

 

Princípios da eletrostática

Cargas elétricas de mesmo sinal se repelem e de sinais contrários se atraem.

negativo -------- neutro -------- positivo

Num sistema eletricamente isolado, a soma das cargas elétricas é constante.
Corpo negativo: O corpo ganhou elétrons
Corpo neutro: Número de prótons = Número de elétrons
Corpo positivo: O corpo perdeu elétrons

Medida da carga elétrica

Dq = - n.e (se houver excesso de elétrons)
Dq = + n.e (se houver falta de elétrons)
e = 1,6.10-19 C
Dq = quantidade de carga (C)
n = número de cargas
e = carga elementar (C)
unidade de carga elétrica no SI é o coulomb (C)
É usual o emprego dos submúltiplos:
1 microcoulomb = 1mC = 10-6C
1 milecoulomb = 1mC = 10-3C

Fonte: br.geocities.com 
 

Exemplos

1.      Um corpo condutor inicialmente neutro perde . Considerando a carga elementar  , qual será a carga elétrica no corpo após esta perda de elétrons?    Inicialmente pensaremos no sinal da carga. Se o corpo perdeu elétrons, ele perdeu carga negativa, ficando, portanto, com mais carga positiva, logo, carregado positivamente.

Sendo n o número de elétrons que modifica a carga do corpo:

 

Logo, a carga no condutor será .

 2. Um corpo possui e e  . Considerando a carga elementar  , qual a carga deste corpo?

Primeiramente verificamos que o corpo possui maior número de prótons do que de elétrons, portanto o corpo está eletrizado positivamente, com carga equivalente à diferença entre a quantidade de prótons e elétrons.

Essa carga é calculada por:

Q = N.E

Q = N.E