Prof. Thiago Miranda de Oliveira

Transcrição

1 Prof. Thiago Miranda de Oliveira

2 Dentre todos os fenômenos que ocupavam os físicos, a eletricidade foi o que trouxe mais contribuições fundamentais para a física no século XVIII. Os primeiros registros relacionados com fenômenos elétricos foram feitos pelos gregos. De acordo com alguns autores modernos, a experiência do âmbar foi realizada pela primeira vez por Tales de Mileto.

3 É uma resina fóssil, proveniente de uma espécie extinta de pinheiro do período terciário, sólida, amarelopálida ou acastanhada, transparente ou opaca, utilizada na fabricação de vários objetos.

4 Thales ( a. C.) Foi considerado por Platão como sendo um dos sete sábios da antiga Grécia. Platão não atribuiu o efeito âmbar a Tales. Aristóteles e alguns outros escritores antigos consideram Tales como tendo sido o primeiro filósofo natural ou como o primeiro físico

5 Aristóteles e Hípias dizem que, julgando a partir do comportamento do ímã e do âmbar, ele [Tales] também atribuiu almas para corpos inanimados. Seres vivos Um coisa que é viva que possui alma Que pode se mover por sua própria vontade Que pode crescer Seres inanimados Corpos sem alma, sem vida

6 Porque Tales considerava que um ímã e um pedaço de âmbar seriam seres vivos?

7 Tales observou que um pedaço de âmbar após atritado com a pele de um animal, adquiria a propriedade de atrair corpos leves como pedaços de palha, penas e sementes de grama. Será então, o âmbar é capaz de atrair outros objetos?

8 Médico inglês ( ) Deu início às pesquisas modernas sobre o magnetismo e sobre a eletricidade 1600 publicou o livro: Sobre os Ímãs e Corpos Magnéticos e sobre o Grande ìmã, a Terra. Relata descoberta relevante sobre magnetismo Descreve diversas experiências de eletrostática para distinguir os fenômenos associados aos ímãs dos fenômenos associados ao âmbar.

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10 Ele denomina de elétricos os corpos que têm a mesma propriedade do âmbar. Corpos que ao serem atritados passam a atrair corpos leves. Um ímã atrai apenas corpos magnéticos; elétricos atraem tudo. As únicas exceções foram os corpos em chamas ou o ar. [...] pois todos os corpos são atraídos para todos os elétricos, exceto os corpos em chamas ou muito rarefeitos, como o ar que é o eflúvio universal do globo.

11 Denominou eletricidade como sendo a força exercida pelos corpos atritados. A capacidade que os corpos atritados tem para atrair corpos neutros é fácil de perceber em dias secos. Corpos neutros: corpos que não possuem a capacidade de atrair outros corpos leves Corpos que teriam quantidade igual de cada um de dois fluidos elétricos de sinais opostos. Copos eletrizados: corpos que são capazes de atrair corpos neutros leves. Corpos que teriam excesso de um deles sobre o outro Dizemos que um corpo eletrizado adquire cargas elétricas

12 A carga elétrica é a grandeza física que determina a intensidade das interações eletromagnéticas, da mesma forma que a massa determina a intensidade das forças gravitacionais. Quando as quantidades de carga elétrica dos corpos eletrizados são grandes, as forças são grandes.

13 Embora algumas vezes a repulsão elétrica tivesse sido observada ao longo da história, ela era em geral interpretada como um efeito colateral Algumas pessoas acreditavam que a aparente repulsão fosse de fato devida a um fluxo de ar que afastasse os corpos leves do âmbar atritado. Ou então a aparente repulsão era interpretada como sendo de fato uma atração causada por outros corpos vizinhos. Outra interpretação era que o corpo era inicialmente atraído pelo âmbar, colidia com ele, sendo então refletido de volta para longe dele.

14 O reconhecimento da repulsão como um fenômeno legítimo e característico das interações elétricas só ocorreu com a publicação dos trabalhos de Charles Francois de Cisternay Du Fay Responsável por investigações sobre a interação entre corpos eletrizados

15 Químico francês ( ) Seguidor das ideias de Stephen Gray Publicou trabalhos notáveis contendo descobertas fundamentais para eletricidade Observou que a repulsão era um fenômeno genuinamente elétrico. Inicialmente não considerava a repulsão observada como sendo um fenômeno real, tendo mudado de opinião devido às evidências experimentais.

16 A repulsão passou a ser considerada uma nova propriedade dos corpos carregados eletricamente. Foi o primeiro a propor a existência de dois tipos de eletricidade: Vítrea Encontrada no vidro (cristais) atritado com seda Considerada positiva Resinosa Encontrada em resinas como âmbar Considerada negativa Percebeu que a repulsão ou atração entre dois corpos dependia de como eles eram eletrizados.

17 Tomando dois pedaços de vidro e dois de plástico e atritando todos com papel macio, percebemos que: Ao aproximar os dois pedaços de vidro, eles se repelem; Ao aproximar os dois pedaços de plástico, o mesmo acontece. Entretanto, ao aproximar um pedaço de vidro e um de plástico, eles se atraem. Corpos com o mesmo tipo de eletricidade se repelem, e corpos com tipos diferentes se atraem. 1ª Lei de Du Fay ou 1 princípio da eletrostática

18 Físico e estadista americano Realizou um grande número de experimentos que contribuíram de forma decisiva para a compreensão da natureza da eletricidade. Foram duas as contribuições fundamentais: a hipótese de um fluido único a hipótese da conservação da carga

19 Os corpos não eletrizados possuem uma quantidade natural de um certo fluido elétrico. Quando um corpo é atritado com outro, um deles perde parte desse fluido, sendo transferido ao outro De modo que: O corpo que recebia o fluido elétrico ficava eletrizado positivamente O corpo que o perdia, negativamente. O fluido elétrico corresponde ao conceito atual de carga elétrica

20 Convenção que é usada até os dias atuais. Corresponde aos termos eletricidade vítrea e resinosa de Du Fay a eletricidade vítrea é positiva (excesso de fluido) e a eletricidade resinosa é negativa (falta de fluido)

21 Eletrização por atrito O atrito entre os corpos favorece ao processo de eletrização. Quando dois corpos são atritados observamos: Os átomos mais externos de cada corpo entram em contato intenso e podem trocar fluido elétrico O corpo que recebia o fluido elétrico ficava eletrizado positivamente e o corpo que o perdia, negativamente Através de experimentos, foi descoberto, por exemplo, que o vidro ao ser atritado com lã sempre adquiria carga positiva, enquanto a lã sempre adquiria carga negativa. Construção a série triboelétrica

22 Quando dois corpos dessa lista são atritados, o que aparece primeiro ganhará carga positiva, enquanto o último ganhará carga negativa. Ao fim do processo de eletrização por atrito os corpos adquirem cargas de sinais contrários. Corpos a serem atritados Pele humana Couro Vidro Quartzo Cabelo humano Nylon Seda Alumínio Papel Madeira Âmbar Metais (cobre, prata, ouro) Plásticos Teflon

23 Ocorre quando um condutor eletrizado é posto em contato com outro condutor neutro Parte da carga do primeiro passa para o segundo, tornando-o eletrizado também O primeiro corpo continua eletrizado, mas com uma carga menor. Ao fim do processo, ambos os corpos ficam com carga do mesmo sinal. Em algumas situações, tomamos um choque quando tocamos em um objeto metálico. Nesse caso é que o objeto estava carregado e parte de sua carga passa para o nosso corpo ou o usa como meio de migrar para a terra.

24 De acordo com Franklin: quando dois corpos são atritados, o fluido elétrico pode passar de um corpo para o outro, deixando um com excesso e outro com falta. Mas não era nunca criado nem destruído. 2 Princípio da eletrostática ou Lei da conservação da carga A carga elétrica total (soma de todas as cargas) de um sistema isolado é constante.

25 Em 1729, Stephen Gray dividiu os materiais em dois tipos: Condutores Materiais que podiam transmitir a eletricidade Isolantes. Materiais nos quais a eletricidade ficava retida. Na visão de Franklin: Nos condutores o fluido elétrico podia fluir livremente, enquanto nos isolantes o fluido elétrico ficava preso.

26 Na visão atual: Nos condutores as cargas podem se movimentar livremente pelo material, enquanto nos isolantes as cargas quase não têm mobilidade. Os metais são exemplos de condutores e papéis, madeira e plástico são exemplos de isolantes. O ar é um bom isolante quando está seco, mas tem a sua condutividade aumentada quando úmido.

27 É o processo que utiliza a separação das cargas elétricas produzida em um condutor neutro por um corpo eletrizado para eletrizá-lo. É a única forma de eletrização que pode ocorrer sem que o corpo precise entrar em contato com outro. A aproximação de um corpo carregado provoca uma separação de suas cargas, embora continue neutro. A

28 Em seguida, se o condutor esférico A for conectado a outro condutor B, haverá uma migração de cargas negativas do segundo condutor para o primeiro A B Se o bastão for afastado,os condutores voltam a ficar neutros. Entretanto, se a conexão entre eles for cortada antes disso, as cargas não podem mais se transferir de um para outro

29 O primeiro adquiriu uma carga negativa permanente e o segundo uma carga positiva permanente B A Na prática, o segundo condutor pode ser substituído por uma conexão com a terra (aterramento), que pode ser considerada um condutor infinitamente grande que está sempre neutro.

30 Ao fazer isso, há uma migração de cargas negativas da terra para o condutor, deixando-o com excesso de carga negativa. Assim, se conexão à terra for interrompida ainda na presença do bastão o condutor adquirirá permanentemente uma carga negativa. A + A