AULA 3 - Eletricidade Básica - FIC
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As Forças Elétricas
Em 1785, Charles Augustin Coulomb (1736-1806) fez uma série de medidas.
Mediu as forças elétricas entre duas pequenas esferas carregadas. Percebeu que algumas esferas atritadas em diferentes materias eram atraídas entre si. Já outras, depois de atritadas com outros materiais, repeliam-se.
Ele descobriu que a força dependia do valor das cargas e da distância entre elas.
E, através de muitas experimentações, descobriu uma relação fixa:
A força é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre as cargas.
Ou seja, quanto maior a distância, muito menor a força:
Quanto menor a distância, muito maior a força:
A força é diretamente proporcional ao valor da carga total em cada um dos corpos:
Campo Elétrico
Campo Elétrico é o campo estabelecido ao redor do corpo, em todos os pontos do espaço, sob influência de uma carga geradora de intensidade Q.
A equação do campo elétrico é dada por:
O campo elétrico pode ter pelo menos quatro orientações diferentes de seu vetor devido aos sinais de interação entre as cargas, quando o campo é gerado por apenas uma carga, estes são:
Quando uma única partícula é responsável por gerar um campo elétrico, este é gerado em um espaço que a circunda, embora não esteja presente no ponto onde a partícula é encontrada. Este campo é chamado de puntiforme.
TENSÃO ELÉTRICA
Potencial elétrico
Vimos que uma carga elétrica gera em seu redor um campo elétrico.
Dá-se o nome de potencial elétrico à medida associada ao nível de energia potencial de um ponto de um campo elétrico.
Colocando uma carga de prova q em um ponto P de um campo elétrico, essa carga adquire uma energia devido ao potencial elétrico deste ponto.
Em outras palavras, a carga de prova vai ser atraída ou repelida, e vai sofrer um deslocamento, em função disto. Toda força que provoca um deslocamento, está realizando um trabalho.
A unidade de medida do potencial elétrico é o Volt [V].
O potencial elétrico, medido em Volts (V), é definido, então, como o trabalho da força elétrica sobre uma carga eletrizada, no deslocamento entre dois pontos.
Diferença de potencial (ddp)
Considerando dois pontos A e B, e o valor do potencial no ponto B sendo nulo, então o potencial será dado por:
Como sabemos, neste deslocamento a força elétrica estará realizando um trabalho que vamos designar τAB.
Em outras palavras, τAB representa uma certa quantidade de energia que a força elétrica F transfere para a carga q, em seu deslocamento de A para B.
A grandeza que relaciona o trabalho que a carga q realiza é definida como diferença de potencial, ou tensão elétrica, conforme a fórmula abaixo:
Onde:
VA: Potencial elétrico no ponto A [V]
TAB: trabalho para deslocar uma carga do ponto A ao ponto B [J]
q: Carga elétrica [C]
O campo elétrico que existe entre um corpo com potencial elétrico VA e outro corpo com potencial elétrico VB separados por uma distância d, conforme mostra a figura abaixo, é definido por:
Tensão Elétrica
Uma partícula (carga pontual) qualquer, carregada, possui uma energia potencial interna (U), dada como a capacidade desta partícula em realizar trabalho. Os átomos que compõem um material condutor possuem elétrons livres, os quais podem mover-se aleatoriamente. Se provocarmos uma força eletromotriz entre os terminais A e B de um elemento, um trabalho é realizado sobre estas cargas, e sua energia potencial é alterada, causando uma diferença de energia potencial entre os pontos A e B. Diferença de Potencial em um campo elétrico uniforme
Quando temos um campo elétrico uniforme, podemos encontrar a diferença de potencial entre dois pontos através da fórmula:
começar estilo tamanho matemático 18px U igual a V com A subscrito menos V com B subscrito igual a E. d fim do estilo
Sendo
U: diferença de potencial (V) VA: potencial no ponto A (V) VB: potencial no ponto B (V) E: campo elétrico (N/C ou V/m) d: distância entre as superfícies equipotenciais, ou seja, superfícies com mesmo potencial (m)
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