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Eletrostática e eletrização dos corpos

A eletrostática é o campo da Física que estuda as cargas elétricas em repouso. Os fenômenos eletrostáticos que são estudados por essa área do conhecimento são oriundos da força de atração e repulsão. Continue lendo para saber mais sobre os conceitos desse segmento.

Eletrostática

A eletrostática é uma área de estudos da Física que tem como foco o estudo das cargas elétricas em repouso. Também investiga os fenômenos eletrostáticos que são decorrentes da força de atração e repulsão exercidas pelas cargas umas sobre as outras.

Conceitos importantes da eletrostática

Conheça alguns conceitos importantes da área da eletrostática. 

Carga elétrica

Recebe o nome de carga elétrica uma propriedade intrínseca das partículas fundamentais da matéria como elétrons e prótons além da massa. Os corpos eletricamente neutros são aqueles que possuem quantidades de cargas elétricas positivas e negativas iguais. 

No Sistema Internacional de Unidades, a carga elétrica é o Coulomb (C). Também é preciso pontuar que a carga elétrica é uma grandeza física quantizada, ou seja, possui valor mínimo. Isso significa que não podemos encontrar corpos eletrizadas com um módulo de carga inferior a esse valor. 

Elétrons e prótons possuem o valor de carga elétrica de cerca de 1.6.10-19. Então se um corpo está eletricamente carregado possui carga com um valor múltiplo inteiro da carga fundamental. A eletrização acontece a partir da adição ou remoção de elétrons. 

Q = ne

Sendo: 

• Q – Módulo da carga elétrica (C – Coulombs); 
• n – Número de elétrons em falta ou em excesso; 
• e – Carga fundamental (1,6.10-19 C)

O que é eletrização?

O processo de eletrização é capaz de gerar uma diferença entre o número de cargas positivas e negativas de um corpo. U m corpo está neutro quando apresenta o mesmo número de cargas positivas e negativas. Caso esses números sejam distintos então o corpo está eletrizado. São três os processos de eletrização:

• Eletrização por contato;
• Eletrização por atrito;
• Eletrização por indução. 

Eletrização por contato

O processo de eletrização por contato envolve dois corpos condutores sendo que pelo menos um deles precisa estar eletricamente carregado. Nos casos em que dois corpos entram em contato as suas cargas elétricas se dividem até que haja o mesmo potencial elétrico entre eles. No final do processo, os corpos ficam com o mesmo sinal de cargas. 

Eletrização por atrito

O processo de eletrização por atrito é aquele que envolve o fornecimento de energia para dois corpos através da fricção entre eles. No processo de fricção (atrito) alguns elétrons são arrancados de um dos corpos e assim são capturados na sequência pelo outro corpo.

Eletrização por indução

O processo de eletrização por indução acontece pela aproximação relativa entre um corpo eletricamente carregado (indutor) e um corpo condutor (induzido). O indutor leva a uma separação de cargas do corpo induzido que recebe o nome de polarização. A separação das cargas faz com que suas cargas fluam por meio de um fio terra. 

Importante

Os processos de eletrização acontecem conforme os princípios de conservação da carga elétrica e da energia. Antes e depois da eletrização haverá números iguais de cargas. 

O que é força elétrica?

Dois corpos que estejam eletricamente carregados podem exercer atração ou repulsão entre si conforme o seu sinal de carga. Os corpos que possuem cargas elétricas de sinais iguais irão se repelir. Já os que possuem sinais de carga contrários irão se atrair. 

O cálculo do módulo da força elétrica realizada por duas cargas é a Lei de Coulomb, pode ser apresentada de acordo com a seguinte expressão:

F  = k0 q1   q2d2

Sendo:

• F – Força elétrica (N – Newtons); 
• k0 – Constante eletrostática do vácuo (k0 = 9,0.109 N.m²/C²); 
• q1, q1 – Cargas elétricas 1 e 2 (C – Coulombs); 
• d – Distância entre as cargas 1 e 2 (m). 

O que é campo elétrico?

Recebe o nome de campo elétrico uma grandeza física vetorial atribuída a cargas elétricas. Toda carga elétrica tem influência no espaço ao seu redor devido ao seu campo elétrico. 

O campo elétrico exerce influência no seu entorno. No Sistema Internacional de Unidades a unidade de campo elétrico é Newton por Coulomb (N/C) ou o Volt por metro (V/m). Essas duas unidades são equivalentes. O campo elétrico pode ser calculado através da expressão: 

E   = k0 q1q2

O que é potencial elétrico?

Recebe o nome de potencial elétrico, a grandeza física escalar representada totalmente pelo seu módulo. É medida em Volts (V) no Sistema Internacional de Unidades. Trata-se de uma grandeza que mede a quantidade de energia fornecida por um campo elétrico para cada Coulomb de carga. 

O que é energia potencial elétrica?

Se duas ou mais cargas elétricas são fixadas a uma distância d entre si, armazenam uma forma de energia conhecida como energia potencial elétrica. Caso uma dessas cargas seja solta, a energia será convertida em energia cinética, por exemplo. A energia é medida em Joules no Sistema Internacional de Unidades.

A energia potencial elétrica entre cargas pode ser calculada usando a expressão: 

Ep = k0 q1  q2d

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