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Você sabe qual a relação entre a carga elétrica e os três processos de eletrização?

Neste artigo, vamos analisar a carga elétrica e os três principais processos de eletrização, destacando suas distinções e importância no estudo dos fenômenos elétricos.

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A descoberta da carga elétrica teve início no século XVIII, com os experimentos realizados pelo cientista inglês Benjamin Franklin. Ele realizou uma série de experimentos com eletricidade, como a famosa experiência com a pipa e o raio, e concluiu que a eletricidade tinha duas cargas: positiva e negativa.

Outros cientistas, como Charles-Augustin de Coulomb e Alessandro Volta, também contribuíram para o desenvolvimento do estudo da carga elétrica. Coulomb formulou a lei da atração e repulsão entre cargas elétricas, enquanto Volta criou a pilha voltaica, que permitiu a produção contínua de eletricidade.

Ao longo dos anos, a compreensão da carga elétrica se aprofundou, com a descoberta de partículas subatômicas, como prótons, elétrons e nêutrons. Descobriu-se que os elétrons possuem carga negativa e os prótons carga positiva, e que a carga elétrica é uma propriedade fundamental da matéria.

Mais tarde, o físico e químico irlandês George Stoney sugeriu que a eletricidade poderia ser composta de pequenas partículas, que ele chamou de “elétrons”.

A ideia de Stoney foi posteriormente desenvolvida por outros cientistas, como J.J. Thomson, que descobriu o elétron em 1897, e a palavra “elétron” passou a ser usada para se referir a essa partícula fundamental da eletricidade.

A palavra “elétron” tem origem no grego “elektron”, que significa âmbar. O âmbar é uma resina fóssil de cor amarela ou alaranjada que é encontrada em algumas regiões da Europa e da Ásia.

Há mais de dois mil anos, os gregos descobriram que quando o âmbar era esfregado em um pedaço de lã, ele adquiria a propriedade de atrair pequenos objetos, como penas e fios de cabelo. Esse fenômeno foi chamado de “eletricidade”, em referência ao âmbar (elektron).

Hoje em dia, a carga elétrica é uma das bases da física moderna, sendo estudada em diversas áreas, como eletromagnetismo, física de partículas e engenharia elétrica. A compreensão da carga elétrica é essencial para o desenvolvimento de tecnologias como eletrônica, telecomunicações e energia elétrica.

Carga Elétrica

O que é carga elétrica?

Existem duas cargas elétricas fundamentais na natureza: positiva e negativa. Partículas com cargas opostas são atraídas, enquanto partículas com cargas iguais se repelem.

A unidade de medida de carga é Coulomb (C), que é a quantidade de carga elétrica transportada por uma corrente elétrica de um Ampère (A) durante um segundo (s).

Existem dois tipos de cargas elétricas: carga positiva e carga negativa. Os prótons, que estão localizados no núcleo do átomo, possuem carga positiva, enquanto os elétrons, que orbitam o núcleo, possuem carga negativa. Os elétrons são responsáveis ​​pela condução da eletricidade através dos materiais, enquanto os prótons são responsáveis ​​pela estabilidade do núcleo do átomo.

A carga elétrica é uma das propriedades mais importantes da eletricidade, e é usada em muitas aplicações práticas, como em circuitos elétricos, baterias e geradores.

Interação entre cargas elétricas

Cargas elétricas de mesmo sinal se repelem, enquanto cargas elétricas de sinais opostos se atraem. Essa interação eletrostática é responsável por muitos fenômenos elétricos, como a eletrização por atrito, a eletrização por contato e a eletrização por indução.

Além disso, a força elétrica entre duas cargas é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas, de acordo com a Lei de Coulomb. Essa lei é fundamental para o estudo da eletrostática e é aplicada em muitas áreas da física e da engenharia.

Força Elétrica

O que é força elétrica?

Força elétrica é a força que atua entre duas partículas carregadas eletricamente, seja uma força de atração entre partículas com cargas opostas ou uma força de repulsão entre partículas com cargas iguais.

A força elétrica é governada pela lei de Coulomb, que estabelece que a força elétrica entre duas partículas carregadas é diretamente proporcional ao produto de suas cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas.

   

onde é a força elétrica, é a constante eletrostática, e são as cargas elétricas das duas partículas e é a distância entre elas. A constante eletrostática k depende do meio no qual as partículas se encontram.

A força elétrica é uma das forças fundamentais da natureza e desempenha um papel importante em muitos fenômenos naturais, como a eletricidade estática, a interação entre partículas subatômicas, a interação entre átomos e moléculas, bem como em aplicações práticas, como na eletrônica e na produção de energia elétrica.

Carga elementar

A carga elétrica elementar é a menor quantidade de carga elétrica que pode existir em um átomo. A carga elétrica elementar é representada pela letra e e tem um valor de aproximadamente Coulombs (C). Isso significa que um elétron, que é uma partícula subatômica com carga negativa, tem uma carga elétrica de .

Ela é considerada uma das constantes fundamentais da natureza e é usada para descrever a carga elétrica de partículas subatômicas e a carga elétrica total de átomos e moléculas. A carga elétrica elementar é importante para entender a natureza da eletricidade e é usada em muitas aplicações práticas, como na eletrônica, na produção de energia elétrica e na medicina.

Processos de eletrização

A eletrização é o processo pelo qual os objetos adquirem uma carga elétrica. Existem três processos principais de eletrização:

1. Eletrização por atrito: Este processo ocorre quando dois materiais diferentes são esfregados um contra o outro, resultando na transferência de elétrons de um material para o outro. O material que perde elétrons se torna positivamente carregado, enquanto o material que ganha elétrons se torna negativamente carregado.

2. Eletrização por contato: Este processo ocorre quando dois objetos eletrizados entram em contato um com o outro. A carga elétrica é transferida de um objeto para o outro, de modo que os dois objetos fiquem eletrizados. Se eles forem iguais, adquirem a mesma carga.

3. Eletrização por indução: Este processo ocorre quando um objeto eletricamente carregado é colocado próximo a um objeto neutro, induzindo a redistribuição de cargas elétricas no objeto neutro. Isso resulta na atração ou repulsão de elétrons no objeto neutro, criando uma carga elétrica líquida.

Eletroscópio

Esses processos são importantes para entender como a eletricidade funciona e como a carga elétrica pode ser manipulada em aplicações práticas, como na produção de energia elétrica e em dispositivos eletrônicos.

O eletroscópio é um instrumento utilizado para detectar a presença e a magnitude da carga elétrica em um objeto. Ele é composto por um suporte vertical, no qual se encontra um eixo metálico, chamado de haste, que termina em duas folhas metálicas muito finas e leves, chamadas de lâminas de ouro.

Quando um objeto eletrizado é trazido próximo ao eletroscópio, a carga elétrica do objeto é transferida para a haste, que, por sua vez, transfere a carga para as lâminas de ouro. Como as lâminas de ouro têm a mesma carga elétrica, elas se repelem, abrindo-se e se afastando uma da outra.

A magnitude da carga elétrica no objeto pode ser determinada pela observação da distância entre as lâminas. Quanto maior a carga elétrica no objeto, maior será a repulsão entre as lâminas e, consequentemente, maior será a separação entre elas.

O eletroscópio é um instrumento simples, mas muito útil, que é utilizado em diversas aplicações, como na verificação da carga elétrica em equipamentos eletrônicos, na detecção de descargas elétricas atmosféricas e na medição da radiação ionizante.

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