Física - Semanas 29 de junho a 10 de julho - Professora Fabiana - 3ºTA

A carga elétrica

A matéria é formada de pequenas partículas, os átomos. Cada átomo, por sua vez, é constituído de partículas ainda menores, os prótons, os elétrons e os nêutrons. Os prótons e os nêutrons localizam-se na parte central do átomo, e formam o chamado núcleo. Os elétrons giram em torno do núcleo na região chamada de eletrosfera. Os prótons e os elétrons apresentam uma importante propriedade física, a carga elétrica. A carga elétrica do próton e a do elétron têm a mesma intensidade mas, sinais contrários. A carga do próton é positiva e a do elétron, negativa. Num átomo não existe predominância de cargas elétricas; o número de prótons é igual ao número de elétrons. O átomo é um sistema eletricamente neutro. Entretanto, quando ele perde ou ganha elétrons, fica eletrizado. Eletrizado positivamente quando perde elétrons e negativamente quando recebe elétrons.

Sendo a carga do elétron a menor quantidade de carga elétrica existente na natureza, ela foi tomada como carga padrão nas medidas de cargas elétricas.

Eletrização de um corpo

O processo de eletrização de um corpo é semelhante ao de um átomo. Se num corpo o número de prótons for igual ao número de elétrons, dizemos que ele está neutro. Quando um corpo apresenta uma falta ou um excesso de elétrons, ele adquire uma carga elétrica Q, que é sempre um número inteiro n de elétrons, de modo que:

Portanto, um corpo eletrizado pode estar:

• eletrizado positivamente: falta de elétrons Q = +n . e

• eletrizado negativamente: excesso de elétrons Q = -n . e Q = n . e

Portanto, um corpo eletrizado pode estar:

• eletrizado positivamente: falta de elétrons Q = +n . e

• eletrizado negativamente: excesso de elétrons Q = -n . e É usual o emprego dos submúltiplos:

• 1 microcoulomb = 1 µC = 1.10 –6 C

• 1 nanocoulomb = 1 nC = 1.10-9 C

• 1 picocoulomb = 1 pC = 1.10-12 C Exemplos exercícios resolvidos

1. Um corpo condutor inicialmente neutro perde . Considerando a carga elementar , qual será a carga elétrica no corpo após esta perda de elétrons?Inicialmente pensaremos no sinal da carga. Se o corpo perdeu elétrons, ele perdeu carga negativa, ficando, portanto, com mais carga positiva, logo, carregado positivamente.Quanto à resolução numérica do problema, devemos lembrar, da equação da quantização de carga elétrica:



Sendo n o número de elétrons que modifica a carga do corpo:







Logo, a carga no condutor será .





2. Um corpo possui e . Considerando a carga elementar , qual a carga deste corpo?Primeiramente verificamos que o corpo possui maior número de prótons do que de elétrons, portanto o corpo está eletrizado positivamente, com carga equivalente à diferença entre a quantidade de prótons e elétrons.

Essa carga é calculada por:


 




Exercícios

1)Deseja-se eletrizar um objeto metálico, inicialmente neutro, pelos processos de eletrização conhecidos, e obter uma quantidade de carga negativa de 3,2 μC. Sabendo-se que a carga elementar vale 1,6 . 10–19 C, para se conseguir a eletrização desejada, será preciso

a) retirar do objeto 20 trilhões de prótons.

b) retirar do objeto 20 trilhões de elétrons.

c) acrescentar ao objeto 20 trilhões de elétrons.

d) acrescentar ao objeto cerca de 51 trilhões de elétrons.

e) retirar do objeto cerca de 51 trilhões de prótons.

2) O cobalto é um elemento químico muito utilizado na medicina, principalmente em radioterapia. Seu número atômico é 27 e cada elétron tem carga elétrica de –1,6 . 10–19 C. A carga elétrica total dos elétrons de um átomo de cobalto é, em valor absoluto e em C, igual a

a) 1,68 . 10–18.

b) 4,32 . 10–19.

c) 4,32 . 10–20.

d) 4,32 . 10–18.

e) 1,68 . 10–19.

3) Determine a quantidade de elétrons que deve ser perdida por um corpo para que ele adquira uma carga positiva que corresponda a 2,56 . 10 – 10 C.

Dado: a carga elementar vale 1,6 . 10–19 C. a) 1,20 . 10 9

b) 2,60 . 10 9

c) 5,50 . 10 9

d) 1,60 . 10 9

e) 2,56 . 10 9

Material de apoio e vídeo https://www.youtube.com/watch?v=Vaxhe_iv2aY