Resumo de fisica: Natureza elétrica da matéria e processos de eletrização I

CARGA ELÉTRICA E A NATUREZA ELÉTRICA DA MATÉRIA:

Alguns corpos têm uma estrutura interna que possibilita o aparecimento de forças elétricas de atração e repulsão; fala-se, então, que tais corpos possuem CARGA ELÉTRICA.
Possuem carga elétrica livre as partículas elementares atômicas do modelo mais usado em geral, que são: elétrons negativos (leves e lépidos, dando origem à eletrosfera) e prótons positivos (pesados e fixos fortemente aos núcleos atômicos, juntamente com os nêutrons, que não possuem carga elétrica livre).

Se o número de prótons de um corpo é maior que o de elétrons, o corpo é positivamente carregado, ou também chamado de cátion, ou oxidado.
Se o número de prótons de um corpo é menor que o de elétrons, o corpo é negativamente carregado, ou também chamado de ânion, ou reduzido.
Se há equilíbrio de cargas positivas e negativas, a carga livre total é nula, e o corpo é chamado de neutro ou descarregado e não desenvolve forças elétricas.

A carga elétrica é conservativa (a soma total das cargas é sempre a mesma para qualquer instante em um sistema).

A carga elétrica é quantizada, isto é, tem sempre valor múltiplo inteiro da menor carga, chamada carga elementar, e, que é a carga mínima, do elétron e do próton, que foi calculada por Robert Millikan e vale:

$e=1,6\cdot 10^{-19}C,$

onde C é Coulomb, unidade internacional de carga elétrica. A carga livre total (Q) será o número de cargas livres que vale: $(n = [n_p - n_e])$ vezes a carga elementar (e), logo:

$Q = n\cdot e$ ,

com n sendo um número inteiro absoluto.

PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO:

ELETRIZAÇÃO POR CONTATO:

Os elétrons, que têm carga negativa, buscam espontaneamente regiões mais positivas, isto é, vão para o maior potencial até que o equilíbrio eletrostático, que é tensão nula entre os corpos, o que ocorre com cargas e potenciais iguais (corpos condutores idênticos envolvidos) ou com potenciais iguais e cargas diferentes (corpos com dimensões diferentes).

A carga final dos corpos é encontrada por média aritmética para corpos de mesma dimensão ou ponderada para corpos de dimensões diferentes, onde os pesos são os raios das esferas, isto é, quanto maior o raio da esfera, maior a carga elétrica final.

No fim do processo sempre ocorre repulsão, a não ser que as cargas finais sejam nulas.

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PARA CORPOS IGUAIS, CARGA FINAL É MÉDIA ARITMÉTICA;

PARA CORPOS DIFERENTES FAZER A CONSERVAÇÃO DE CARGA E A CARGA TOTAL PROPORCIONAL AO RAIO OU DIMENSÃO CARACTERÍSTICA.

PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO:

ELETRIZAÇÃO POR ATRITO:

A energia cinética do movimento relativo entre os corpos gera energia de fricção que se torna calor, isto é, onda eletromagnética infravermelha, que pode arrancar elétrons de um corpo para o outro se a energia for suficiente.

Os corpos ficam com cargas opostas e se atraem no final do processo, pois um perde elétrons ficando positivo-oxidação e outro ganha elétrons ficando negativo-redução.

Uma série (chamada tribo-elétrica) informa quem ganha e quem perde elétrons em função da afinidade e da estrutura eletroquímica desses elementos.

Aula 5.0 - Introdução à Eletrostática - NOIC