Eletrostática: diferenças entre revisões
Conteúdo apagado Conteúdo adicionado
texto trocado por ' Categoria:MIOJO D3 FLANGO {{DEFAULTSORT:Como fazer um miojo de FLANGO}}' Etiquetas: Expressão problemática Remoção considerável de conteúdo Editor Visual |
m Foram revertidas as edições de 187.4.193.93 para a última revisão de Athena in Wonderland, de 09h51min de 10 de outubro de 2016 (UTC) |
||
Linha 1:
{{Sem-fontes|data=fevereiro de 2011| angola=| arte=| Brasil=| ciência=| geografia=| música=| Portugal=| sociedade=|1=|2=|3=|4=|5=|6=}}
{{Eletromagnetismo}}
'''Eletrostática''' (do [[Língua grega|grego]] ''elektron + statikos'', ''estacionário'') é o ramo da [[eletricidade]] que estuda as propriedades e o comportamento de [[carga elétrica|cargas elétricas]] em repouso.
==Histórico==
O estudo científico da eletrostática não é dividido em três partes como muita gente pensa: atrito, contato e indução. O fenômeno eletrostático mais antigo conhecido é o que ocorre com o [[âmbar]] amarelo no momento em que recebe o [[atrito]] e atrai corpos leves.
[[Tales de Mileto]], no [[século VI a.C.]], já conhecia o fenômeno e procurava descrever o efeito da eletrostática no âmbar. Também os [[Índia|indianos]] da antiguidade aqueciam certos cristais que atraiam cinzas quentes atribuindo ao fenômeno causas sobrenaturais. O fenômeno porém, permaneceu através dos tempos apenas como curiosidade.
No [[século XVI]], [[William Gilbert]] utilizou a palavra "eletricidade", esta derivada da palavra grega ''elektron'' que era o nome que os gregos davam ao âmbar. Gilbert reconheceu que a propriedade eletrostática não era restrita ao âmbar amarelo, mas que diversas outras substâncias também o manifestavam, entre estas diversas resinas, [[vidro]]s, o [[enxofre]], entre outros compostos [[sólido]]s. Através do fenômeno da eletrostática nos sólidos, observou-se a propriedade dos materiais [[isolante]]s e [[Condutor elétrico|condutores]].
[[Otto von Guericke]] inventou o primeiro dispositivo [[gerador]] de [[eletricidade estática]]. Esse era constituído de uma [[esfera (geometria)|esfera]] giratória composta de enxofre com o qual foi conseguida a primeira [[centelha elétrica]] através de máquinas.
Em [[1727]], [[Stephen Gray]] notou que os condutores elétricos poderiam ser eletrizados desde que estivessem isolados. [[Charles Du Fay]] descobriu que existiam dois tipos de eletricidade, a vítrea, e a resinosa, a primeira positiva e a segunda negativa.
[[Petrus Van Musschenbroek]] em [[1745]] descobriu a condensação elétrica ao inventar a [[garrafa de Leyden]], o primeiro [[capacitor]], que permitiu aumentar os efeitos das centelhas elétricas. Garrafas de Leyden são usadas até os dias de hoje em [[Máquina Eletrostática|Máquinas Eletrostáticas]] como a [[Máquina de Wimshurst]].
[[Benjamin Franklin]], com sua experiência sobre as [[descarga atmosférica|descargas atmosféricas]], demonstrou o poder das pontas inventando o [[pára-raios]], porém foi [[Coulomb]] quem executou o primeiro estudo sistemático e quantitativo da estática demonstrando que as [[repulsão|repulsões]] e [[atração|atrações]] elétricas são inversamente proporcionais ao quadrado da distância, em [[1785]]. Descobriu ainda o cientista, que a eletrização ocorrida nos condutores é superficial.
Os resultados obtidos por Coulomb foram retomados e estudados por [[Pierre Simon Laplace]], [[Siméon-Denis Poisson]], [[Biot]], [[Carl Friederich Gauss]] e [[Michel Faraday]].
==Princípios da eletrostática==
[[File:Eletrização.svg|thumb|Eletrização de um condutor por indução]]
Átomos que possuem um número igual de elétrons e prótons são considerados eletricamente neutros. Quando um átomo perde elétrons, torna-se um íon positivo ([[cátion]]), quando recebe elétrons torna-se um íon negativo ([[ânion]]). A carga elétrica quantizada tem como a menor carga a de um elétron ou de um próton. A unidade de carga no Sistema Internacional é o coulomb (C) e equivale a aproximadamente <math>6,24 \times 10^{18}</math> vezes a carga elementar. Materiais condutores, como os metais, em função dos elétrons livres de sua última camada eletrônica são capazes de interagir eletricamente e possuem tendência ao equilíbrio eletrostático. A transferência de carga por [[Indução eletrostática|indução]] é facilitada em condutores. Os isolantes possuem forte energia de ligação com seus elétrons, o que dificulta a transferência. A forma mais eficiente de eletrizar um isolante é através do atrito.
Segundo o princípio da conservação da carga elétrica, num sistema eletricamente isolado é constante a soma algébrica das cargas elétricas.
No estudo da eletrostática, a superposição é um fato experimental e podemos dizer que o [[princípio da superposição]] mostra que a interação entre duas cargas ''Q'' e ''q'' ou cargas quaisquer não é modificada pela presença de outras. Uma carga elétrica ''q'', onde sua posição é dada em função do tempo exerce uma força ''F'' em outra carga ''Q'' de trajetória a ser calculada, em geral as cargas ''q'' e ''Q'' estão em movimento. Se considerarmos um caso especial da eletrostática no qual as cargas ''Q'' são estacionárias e as cargas ''q'' possam estar em movimento, então podemos calcular a força ''F'' entre duas partículas isoladamente e no caso de varias partículas faremos a soma vetorial de todas essas forças individuais:
<math> F = F_1+F_2+F_3+...+F_n </math>
A princípio a força em ''Q'' depende da distância entre ''q'', da velocidade e da aceleração dessa partícula em algum instante de tempo. A [[Lei de Coulomb]] e o [[Princípio da superposição]] são fundamentos físicos da eletrostática. <ref>{{Citar livro
| sobrenome = Griffiths
| nome = David J.
| titulo = Eletrodinâmica
| local = São Paulo
| editora = Pearson Education do Brasil Ltda.
| ano = 2011
| página = 42 a 74
| isbn = 978-85-7605-886-1
}}</ref>
== Ferramentas ==
*<math>Q</math>: quantidade de cargas (C)
*<math>n</math>: prótons em excesso
*<math>-n</math>: elétrons em excesso
*<math>e</math>: carga elementar
*<math>t</math>: tempo (s)
*<math>I</math>: intensidade da corrente elétrica (A)
*Carga elétrica elementar (e): <math>e = 1,6 \times 10^{-19}</math>
*Próton: <math>+e</math>
*Elétron: <math>-e</math>
==Fórmulas==
*Para se medir a quantidade de carga de um corpo, usa-se: <math>Q = n \times e</math>
* Para calcular a intensidade da corrente elétrica, utiliza: <math>I = Q / \Delta t</math> ou <math>I = n \times e / \Delta t </math>
==Energia==
{{artigo principal|Energia eletrostática}}
A energia eletrostática é a energia fornecida por uma distribuição de cargas elétricas estáticas. Nessa distribuição, o trabalho necessário para mover uma determinada carga de lugar ou adicionar outra é devido à energia eletrostática armazenada à configuração.
A energia eletrostática também é conhecida como a [[energia potencial]] de um sistema, e não deve ser confundida com o [[potencial elétrico]] associado à distribuição de carga. Para evitar confusão, o nome energia potencial deve ser cuidadosamente empregado em eletrostática.
===Cálculo===
Para duas cargas:
<math> U=\frac{1}{4\pi\epsilon_{0}}\frac{q_{1}q_{2}}{r_{12}} </math>,
onde <math>\epsilon_{0}</math> é a constante de [[permissividade elétrica do vácuo]], e <math>r_{12}</math> é a distância entre as cargas.
A energia total de uma configuração de <math> n </math> cargas, pelo princípio da superposição, é a soma das interações mútuas de cada par de cargas elétricas:
<math> U=\frac{1}{4\pi\epsilon_{0}}\sum_{i=1}^n\sum_{j>1}^n \frac{q_{i}q_{j}}{r_{ij}} </math>.
O [[potencial elétrico]] <math>V</math> é definido como a ''energia potencial por unidade de carga'':
<math>V=\frac{U}{q_{0}}</math>.
Para uma distribuição contínua de cargas, como numa densidade volumétrica de carga <math>\rho</math>, podemos definir a '''energia''' em função do ''potencial elétrico'':
<math> U=\frac{1}{2}\int \rho V d \tau </math>.
== Ver também ==
* [[Estática]]
* [[Eletricidade estática]]
{{Referências}}
[[Categoria:Eletrostática| ]]
| |||