Eletrostática

1. Eletrostática
A eletrostática estuda os fenômenos que ocorrem quando as cargas elétricas estiverem em repouso em relação a um sistema de
referência.

Eletrização
A carga elétrica é uma propriedade associada a certas partículas elementares como os prótons e os elétrons. Verifica-se que,
afora o sinal, a carga elétrica tem o mesmo valor para todas elas. Chamaremos este valor de carga elétrica elementar e o indica-
remos por
e, sendo
e = 1,6 . 10
-19
C

Corpo Eletrizado
Normalmente, um corpo qualquer, condutor ou isolante, apresenta número de prótons igual ao número de elétrons e
dizemos que este corpo está neutro.
Corpo eletrizado é aquele no qual existe excesso ou falta de elétrons. Quando um corpo apresenta-se com excesso de
elétrons, dizemos que ele está eletrizado negativamente. Quando o corpo apresenta-se com falta de elétrons dizemos que ele está
eletrizado positivamente.
Chamemos de n ao número de elétrons em excesso ou em falta em um corpo (isolante ou condutor). A quantidade de
carga elétrica, ou simplesmente a carga elétrica desse corpo, indicada por Q, é definida por:
Q = n . e

Princípios da Eletrostática

1. Princípio da atração e repulsão

Experimentalmente verifica-se que:




REPULSÃO REPULSÃO ATRAÇÃO


2. Princípio da conservação das cargas elétricas:


QA QB Q’ A Q’B




Processos de Eletrização
· Eletrização por atrito – Quando dois corpos são atritados, pode ocorrer a passagem de elétrons de um corpo para outro. Nesse caso, dizemos que
houve uma eletrização por atrito. Os corpos ficam carregados com cargas de mesmo valor, mas de sinais diferentes.
·
Eletrização por contato – Quando colocamos dois corpos condutores em contato, um eletrizado e o outro neutro, pode ocorrer a passagem de
elétrons de um para o outro, fazendo com que o corpo neutro se eletrize. Na eletrização por contato, os corpos ficam eletrizados com cargas de mes-
mo sinal.
·
Eletrização por indução – A eletrização de um corpo neutro pode ocorrer por simples aproximação de um corpo eletrizado, sem que haja contato
entre eles. Consideremos um condutor inicialmente neutro e um bastão eletrizado negativamente. Quando aproximamos o bastão do corpo, suas car-
gas negativas repelem os elétrons livres do corpo neutro para posições as mais distantes possíveis. O corpo fica com falta de elétrons numa das extre-
midades e com excesso de elétrons na outra. O fenômeno da separação de cargas de um condutor, provocado pela aproximação de um corpo eletriza-
do é denominado indução eletrostática. Nesse processo, o corpo induzido se eletrizará sempre com cargas de sinal contrário às do indutor.

Eletroscópio de folha
O eletroscópio de folhas é o instrumento mais comum que pode ser utilizado para detectar cargas elétricas. Quando se
aproxima um corpo eletrizado da esfera condutora, as lâminas de ouro do eletroscópio se abrem, pois o corpo eletrizado
induz na esfera condutora, cargas de sinal contrário às dele, produzindo assim a repulsão entre as folhas. Os eletroscó-
pios detectam apenas se um corpo está ou não eletrizado, não detectando o tipo de sinal de sua carga.

cargas elétricas do mesmo sinal repelem-se e car-
gas elétricas de sinais contrários se atraem.
Num sistema isolado, a soma algébrica das cargas
positivas e negativas é sempre constante.
C é Coulomb, unidade de carga elétrica no Sistema Internacional.
++++ ++++ ---- ---- ----
****
++++
AAAA
BBBB AAAA BBBB AAAA
BBBB QA + QB = Q’A+ Q’B

2. Exercícios
1. Penteando o cabelo, o pente se carrega negativamente, pois:
a) perde cargas positivas; b) ganha cargas positivas;
c) perde cargas negativas; d) ganha cargas negativas;

2. Quando o pente se carrega negativamente:
a) os cabelos se carregam positivamente;
b) os cabelos se carregam positiva ou negativamente;
c) também os cabelos se carregam negativamente;
d) os cabelos não se carregam eletricamente;

3. Eletroscópios são aparelhos que se destinam a:
a) verificar se um corpo está eletrizado;
b) eletrizar corpos; c) armazenar eletricidade;
d) originar eletricidade;

4. A garrafa de Leyde é um:
a) eletroscópio; b) pêndulo elétrico; c) condensador;
d) gerador;

5. Eletrizando-se uma chaleira metálica, podemos perceber que a
parte mais eletrizada é:
a) seu bico; b) seu interior; c) suas partes laterais;
d) sua base;

6. Um eletroscópio está carregado positivamente. Quando um corpo
é colocado próximo a ele e as suas folhas se repelem mais ainda, é
porque o corpo:
a) aumenta a capacidade do sistema;
b) está neutro; c) está carregado positivamente;
d) está carregado negativamente;

7. Conduzem bem a eletricidade:
a) borracha e vidro; b) mica e porcelana;
c) vidro e plástico; d) metais;
e) plástico e madeira;

8. Um corpo se eletriza devido à perda ou ganho de:
a) prótons; b) íons positivos
c) ânions; d) nêutrons; e) elétrons;

9. Quando há separação de cargas num corpo neutro devido à pro-
ximidade de um corpo eletrizado, está ocorrendo:
a) magnetização; b) eletrização por atrito;
c) eletrização por contato; d) o fenômeno da indução;

10. Num corpo neutro, o número de elétrons é:
a) maior que o de prótons; b) maior que o de nêutrons;
c) menor que o de prótons; d) igual ao de prótons;

11. Uma pequena esfera metálica carregada toca em uma esfera metáli-
ca isolada, muito maior, e inicialmente descarregada. Pode-se dizer que:
a) a esfera pequena perde toda sua carga;
b) a esfera pequena perde um pouco de sua carga;
c) a esfera pequena perde a maior parte de sua carga;
d) a esfera pequena não perde carga;

12. O relâmpago em uma tempestade:
a) cai de preferência nos lugares baixos;
b) é perigoso debaixo de uma arvore;
c) é perigoso no interior de um carro;
d) é perigoso em qualquer lugar;

13. A principal função dos pára-raios é:
a) atrair os raios; b) repelir os raios;
c) criar condições que evitem os raios; d) impedir os raios;

14. O raio é um fenômeno:
a) inofensivo; b) de descarga de um condensador;
c) que nunca se repete no mesmo lugar;
d) que não tem relação com eletrostática;
15. Não é possível eletrizar uma barra metálica segurando-a com a
mão, porque:
a) a barra metálica é isolante e o corpo humano bom condutor;
b) a barra metálica é condutora e o corpo humano isolante;
c) tanto a barra metálica como o corpo humano são bons condutores;
d) tanto a barra metálica como o corpo humano são isolantes;

16. Os corpos eletrizados por atrito, contato e indução ficam carre-
gados, respectivamente, com cargas de sinais:
a) iguais, iguais e iguais; b) iguais, iguais e contrários;
c) contrários, contrários e iguais; d) contrários, iguais e iguais;
e) contrários, iguais e contrários;

17. Atrita-se um bastão de vidro com um pano de lã inicialmente
neutros. Pode-se afirmar que:
a) só a lã fica eletrizada; b) só o bastão fica eletrizado;
c) o bastão e a lã se eletrizam com cargas de mesmo sinal;
d) o bastão e a lã se eletrizam com cargas de mesmo valor absoluto e
sinais opostos;

18. Na eletrização por indução:
a) há passagem de cargas do indutor para o induzido;
b) há passagem de cargas do induzido para o indutor;
c) a passagem de cargas dependerá do sinal de carga do indutor;
d) há separação de cargas no induzido, devido à presença do indutor;

19. Dois corpos eletrizados com cargas de mesmo sinal se:
a) atraem; b) repelem; c) anulam; d) destroem;

20. Um corpo, inicialmente neutro, fica eletrizado com carga positi-
va, quando:
a) adicionamos prótons; b) adicionamos elétrons;
c) removemos elétrons; d) removemos prótons;

21. Dizemos que um corpo está eletrizado negativamente, quando:
a) tem falta de elétrons; b) tem excesso de elétrons;
c) tem falta de prótons; d) tem falta de nêutrons;

22. Suponha um corpo A eletrizado por atrito contra um corpo B.
Pode-se dizer que:
a) somente o corpo A se eletriza;
b) somente o corpo B se eletriza;
c) os dois corpos se eletrizam com cargas de mesmo sinal;
d) os dois corpos se eletrizam com cargas de sinais contrários;

23. Se aproximarmos um condutor A, eletricamente carregado, de
um condutor B neutro, sem que haja contato, então o condutor B:
a) não é atraído e nem repelido pelo condutor A, porque B é neutro;
b) é repelido pelo condutor carregado, porque adquire carga de sinal
contrário à de A;
c) é atraído por A, porque adquire carga de sinal contrário ao de A;
d) á atraído por A, devido ao fenômeno da indução;

24. Dois corpos isolados, A e B, se atraem por força de interação
elétrica. Podemos afirmar que:
a) necessariamente o corpo A está eletrizado;
b) necessariamente o corpo B está eletrizado;
c) necessariamente os corpos A e B estão eletrizados com cargas de
sinais contrários;
d) pelo menos um dos dois corpos está eletrizado;

25. São dados dois corpos eletrizados que se atraem no ar, se forem
imersos em óleo, a força de atração entre eles:
a) aumenta; b) diminui;
c) não muda; d) se anula;
A garrafa de Leyden foi a invenção precursora de uma das mais importantes peças utilizadas
nos circuitos atuais: o capacitor. A sua função é armazenar cargas.
Como a garrafa de Leyden, um capacitor nada mais é do que um arranjo de dois materiais
condutores, de tal forma que ambos tenham a mesma quantidade de carga, porém com sinais
opostos. Entretanto, os metais devem permanecer separados por um material não condutor
afim de que não haja transferência de elétrons entre eles. A capacidade de armazenar cargas,
chamada de capacitância, depende crucialmente das propriedades deste material isolante.