Resumo de Física - Eletrostática

A eletrostática é área da Física que estuda o comportamento das cargas elétricas em repouso e as interações atrativas ou repulsivas que ocorrem entre elas.

Essa vertente tem como principais propriedades a carga elétrica, a eletrização, a força elétrica, o potencial elétrico, o campo elétrico e a energia potencial elétrica.

O estudo da eletrostática revela a interação existente entre a eletricidade e o magnetismo.

Tales de Mileto iniciou os primeiros estudos quando encontrou uma resina de um fóssil, chamada de âmbar. Com o objeto em mãos, percebeu que era possível atrair pequenos corpos fazendo atritos com o mesmo.

O médico Willian Gilbert criou o pêndulo elétrico a partir dos estudos de Tales, o que foi fundamental para os estudos seguintes. 

Otto Von Guericke, Charles Duffay e Benjamin Franklin foram outros grandes nomes da eletrostática.

Carga Elétrica

A carga elétrica determina as relações eletromagnéticas dos corpos elétricos. Ela é uma propriedade dos prótons, elétrons, massa e outras matérias. A unidade Coulomb (C) a representa no Sistema Internacional de Unidades.

Os corpos que são considerados eletricamente neutros exprimem as mesmas quantidades de cargas elétricas positivas e negativas. As cargas iguais se repulsam e as diferentes se atraem.

A carga elementar é a menor existente na natureza.  Representada pela letra “e”, possui o valor de  1,6 .10-19 C. 

A letra “Q” representa a carga elétrica e a letra “n” a quantidade de elétrons encontrados. Sendo assim, a formula da carga elétrica é: Q= n.e.

Outa fórmula utilizada no cálculo da carga elétrica é a U = Va – Vb.

Nesse caso, a letra “U” significa a diferença de potencial, o “Va”  o potencial elétrico em a e o “Vb” o potencial elétrico em b. Essa fórmula é usada para achar o valor da diferença de potencial.

Eletrização

Um corpo neutro tem o mesmo número de cargas positivas e negativas. Chamamos de eletrização quando há uma produção que gera a diferença entre esses números. 

Os processos de uma eletrização são divididos em três tipos. Veja abaixo a explicação de cada uma delas:

Eletrização por contato

Esse tipo de eletrização acontece quando dois corpos condutores entram em contato e no final desse contato ambos os corpos estão com o mesmo sinal de cargas. Isso acontece porque no momento que corpos iniciam contato as cargas elétricas existentes se dividem para que eles possam ficar sobre o mesmo potencial elétrico.

Para a eletrização por contato acontecer é necessário que um dos corpos esteja carregado eletricamente.

Eletrização por indução

Quando um corpo eletricamente carregado se aproxima de um corpo condutor, acontece a eletrização por indução.

É importante destacar que o corpo eletricamente carregador é chamado de “indutor” e o corpo condutor é chamado de “induzido”.

Nesse tipo de eletrização acontece um processo chamado de “polarização”,  que ocorre quando existe uma separação das cargas no corpo induzido devido a presença do corpo indutor.

 Eletrização por atrito

Esse tipo de eletrização ocorre na geração de energia a partir do atrito entre dois corpos. Nesse atrito, uma série de elétrons são arrancados de um corpo para ser retidos por outro corpo.

 Força Elétrica

A força elétrica é calculada através da Lei de Coulomb com a seguinte fórmula:

Nesta fórmula, o “F” representa a força elétrica, o “k0” a constante eletrostática do vácuo (k0 = 9,0.109 N.m²/C²). Já o “q1” e o “q2” as cargas elétricas e o “d”a distância entre as cargas elétricas 1 e 2.

 Campo Elétrico

O campo elétrico é toda influência que as cargas elétricas desempenham nos seus arredores, ou seja, ele está diretamente ligado as cargas elétricas. A intensidade do campo elétrico é medida através da fórmula abaixo:

Neste caso, a letra “E” representa o campo elétrico, a letra “F” a força elétrica e a letra “q” a carga elétrica.

 Potencial Elétrico

O potencial elétrico mede a quantidade de energia que é fornecida por um campo elétrico para cada carga. A fórmula é usada nos cálculos da carga elétrica para achar o valor desse potencial. 

A letra “V” representa o potencial elétrico. As letras “Ep” a energia potencial e a “Q” a carga elétrica.

 Energia Potencial Elétrica

A energia potencial elétrica acontece através da forma de energia gerada da fixação a uma distância entre duas ou mais cargas.

A fórmula que calcula a energia potencial elétrica é: 

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