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1 Eletricidade

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3 História da eletricidade tem seu início no século VI a.c., na Grécia Antiga, quando o filósofo Thales de Mileto, após descobrir uma resina vegetal fóssil petrificada chamada âmbar (elektron em grego), esfregou-a com pele e lã de animais e pôde então observar seu poder de atrair objetos leves como palhas, fragmentos de madeira e penas. Em1600, Willian Gilbert denominou o evento de atração dos corpos de eletricidade. Descobriu que outros objetos, ao serem atritados como o âmbar, também se eletrizam, e por isso chamou tais objetos de elétricos. Em 1730, o físico inglês Stephen Gray descobre outros processos de eletrização e concluiu sobre a existência de materiais isolantes e condutores. Com isso, Gray viu a possibilidade de canalizar a eletricidade e levá-la de um corpo a outro.

4 Por volta de 1750 o conhecido físico e político Benjamin Franklin, propôs uma teoria em que pela primeira vez se conhecia os termos positivo e negativo na eletricidade. No século XVIII, Michael Faraday e James Clark Maxwell, demonstraram a relação entre a eletricidade e o magnetismo, possibilitando, entre outras coisas, a invenção do gerador e do motor elétrico. Entretanto, somente no século XX, com o conhecimento da estrutura atômica, foi possível entender os processos elétricos, uma vez que a eletricidade é uma propriedade de partículas elementares que compõem o átomo (elétrons, prótons e nêutrons).

5 Núcleo: - Prótons (apresentam massa e dotadas de carga elétrica positiva). - Nêutrons (apresentam massa praticamente igual a do prótons e possuem carga elétrica nula). Eletrosfera : região constituída pelos elétrons. - Elétrons são partículas que apresentam massa extremamente reduzida, dotadas de carga elétrica negativa e de valor absoluto igual a dos prótons.

6 Corpos carregados apresentam o número de prótons diferente do número de elétrons. Negativamente - Há um excesso de elétrons no corpo. Positivamente Há uma falta de elétrons no corpo. Os processos elétricos envolvem transferências de cargas de um corpo para outro. LEMBREM: Os elétrons é que se movimentam!

7 Cargas elétricas de mesmo sinal se repelem e cargas elétricas de sinais diferentes se atraem Lembrem: Os opostos se atraem

8 Condutores: São corpos ou substâncias onde as cargas elétricas conseguem se movimentar com facilidade. Os principais condutores são os metais. Exemplo: ferro, cobre, ouro, etc... Isolantes ou dielétricos: Os materiais onde as cargas se conservam no lugar onde elas surgem são chamados de isolantes. Exemplo: Vidro, borracha, madeira, ar, etc...

9 Choque elétrico

10 Quando um condutor estiver eletrizado positivamente, elétrons sobem da Terra para o condutor, neutralizando seu excesso de cargas positivas. Quando um condutor estiver eletrizado negativamente, seus elétrons em excesso escoam para a Terra.

11 A menor carga encontrada na natureza é a carga do elétron, quando tomada em módulo, ela é chamada de carga elementar e é representada por e carga elementar: 1, C carga do elétron: - 1, C carga do próton: + 1, C No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de medida de carga elétrica é o Coulomb (C). Carga de um corpo eletrizado Q n. e Onde, Q é a carga elétrica e n é o número de elétrons em excesso ou em falta

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13 Exemplo: atritando-se dois corpos A e B, inicialmente neutros, o corpo A ganha 100 elétrons. Qual a carga elétrica de A? e qual a carga elétrica de B? Resposta: Qa = n.e Qa = 100 x (-1,6 x C) = -160 x C Qa = -1,6 x 10-8 nc Qb = n.e Qb = 100 x 1,6 x C = 160 x C Qb = 1,6 x 10-8 nc

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15 Eletrização por Atrito Quando dois corpos A e B são atritados, os elétrons passam de um corpo para o outro, ficando um carregado positivamente e o outro carregado negativamente. Obs: Os corpos ficam com a mesma carga em módulo, mas com sinais diferentes (corpos neutros).

16 É um conjunto de substâncias ordenada de tal forma que quando atritamos duas delas, a que vem antes fica carregada positivamente e a outra negativamente

17 Eletrização por Contato Colocando-se em contato dois condutores, um eletrizado e o outro neutro, este se eletriza com cargas do mesmo sinal. Princípio da conservação da carga: Em um sistema eletricamente isolado, a soma algébrica das cargas permanece constante, ou seja: Q A + Q B = Q A + Q B

18 Na eletrização por contato as cargas elétricas adquiridas dependem das dimensões dos corpos. Condutores idênticos: Exemplo: No exemplo acima considere que antes do contato a carga de A vale 12 mc e a carga de B vale 8 mc. Quais as cargas desses corpos após o contato? Resposta: Antes: 12 mc + 8 mc = 20 mc ; Depois: Qa = Qb = (12 mc + 8 mc)/2 = 10 mc

19 Eletrização por Indução Consiste num processo de separação de cargas. Na eletrização por indução, o induzido eletriza-se com carga de sinal contrário ao indutor. A carga do indutor não se altera.

20 Qualquer que seja o sinal das cargas do indutor, na região do induzido próxima ao indutor acumulam-se cargas elétricas de sinal contrário ao das cargas do indutor. Quando ligado à Terra, o induzido eletriza-se com cargas de sinal contrário ao das do indutor. O desligamento do fio-terra deve ser feito ainda na presença do indutor, caso contrário o induzido descarrega-se.

21 Duas folhas de um mesmo tipo de papel são atritadas entre si. Elas ficarão eletrizadas? E se atritarmos duas barras feitas de um mesmo tipo de plástico? Explique. Quando dois corpos, feitos de uma mesma substância, são atritados, não há transferência de elétrons de um para outro e, portanto, eles não se eletrizam.

22 Um pedaço de aço é atritado com uma folha de papel. a.) Qual será o sinal da carga elétrica que cada um adquire? b.) Qual deles perdeu elétrons? a.) carga positiva no papel e carga negativa no aço b.) o papel

23 Considerando a figura responda: Quando uma barra de borracha é atritada com lã, a barra fica eletrizada negativamente. a.) O pedaço da lã ficou eletrizado? b.) Qual o sinal da carga no pedaço de lã? c.) Qual dos dois corpos recebeu elétrons? d.) Qual dos dois corpos ficou com excesso de prótons? A lã Sim + Borracha

24 Sabe-se que o corpo humano é capaz de conduzir cargas elétricas. Explique, então, por que uma pessoa, segurando uma barra metálica em suas mãos, não consegue eletrizá-la por atrito. A barra perde sua carga para a Terra através do corpo da pessoa.

25 Um ônibus, em movimento, adquire carga elétrica em virtude do atrito com o ar. a.) se o clima estiver seco, o ônibus permanecerá eletrizado? Explique b.) Ao segurar neste ônibus par subir nele, uma pessoa tomará um choque. Por quê? c.) Este fato não é comum em nosso clima. Por quê? a.) Sim; os pneus (isolantes) impedem que ônibus perca sua carga para a Terra. b.) o ônibus perde sua carga para a Terra através do corpo da pessoa, e isto provoca choque elétrico. c.) como nosso clima geralmente é úmido, o ônibus não chega a adquirir carga elétrica apreciável.

26 1 A < 10 n é o expoente da potência de 10 e corresponde ao número de casas que a vírgula é deslocada - o expoente será positivo toda vez que a vírgula for deslocada para a esquerda - o expoente será negativo toda vez que a vírgula for deslocada para a direita Exemplos: 54,29 = 5,429 x10¹ 0,00067 = 6,7 x = 8 x 10 8

27 Soma ou Subtração: Só se pode somar ou subtrair notações científicas se os expoentes dessas notações forem iguais. Assim, caso isso não ocorra é necessário trabalhar com as notações para igualar os expoentes. Os expoentes sendo iguais basta somar (se for uma soma) ou subtrair (caso seja uma subtração) as bases e conservar os expoentes da potência de dez. Ex: 2 x 10² + 7 x10 2 = 9x x x10-14 = 1 x Para cada casa que a vírgula andar pra direita, soma-se 1 ao expoente. Obviamente, se a vírgula for deslocada pra esquerda, deve-se subtrair 1 do expoente 2,0 x 10² + 7,5 x 10 3 = 0, 2 x ,5 x 10 3 = 7,7 x 10 3

28 Multiplicação: Multiplicam-se as bases e efetua-se soma algébrica dos expoentes. Ex: 2x 10². 4x10 11 = 8x x10². 2x10². 4 x 10-7 = 24 x 10-3 = 2,4 x 10-2 Divisão: Efetua-se a divisão das bases normalmente e subtrai-se o expoente do numerador do expoente do denominador. Ex: 8x 10 9 / 4x10 5 = 2x10 4 9x10 20 / 3x10-15 = 3 x 10 35

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30 Projetado para produzir energia estática. A máquina foi empregada em física nuclear para produzir as tensões muito elevadas necessárias em aceleradores de partículas. É uma máquina eletrostática na qual um gerador de alta voltagem fornece cargas elétricas a uma correia móvel que as conduz para uma cúpula metálica onde é atingida uma voltagem elevadíssima.

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