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Física > Eletrostática > Flashcards

Eletrostática Flashcards

1
Q

carga elétrica

A

existe nos átomos de acordo com os elétrons e os prótons que possuem

carga elementar= 1,6.10^-19 sendo + para o próton e - para o elétron

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2
Q

átomo eletricamente neutro

A

número de prótons é igual ao número de elétrons

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3
Q

átomo positivamente carregado

A

número de prótons é maior que o número de elétrons. Íons positivos, cátion

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4
Q

átomo negativamente carregado

A

número de elétrons é maior que o número de prótons. Íons negativos, ânion

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5
Q

princípio da atração e da repulsão

A

cargas de mesmo sinal se repelem e cargas de sinais opostos se atraem

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6
Q

quantização de cargas elétricas

A
  • é sempre um múltiplo inteiro de valor mínimo ( valor mínimo= carga elementar)
  • corpo neutro, número de prótons e elétrons é igual portanto a carga total é igual a zero
  • corpo positivo perdeu elétrons e ficou eletrizado positivamente, a carga total fica com sinal positivo
    ex: se o corpo fica com 1 elétron e 3 prótons, um elétron se anula com um próton e sobram dois prótons como carga, sendo assim Q=2. 1,6.10^-19
    Q= 3,2.10^-19
  • corpo negativo, ganha elétrons e fica eletrizado negativamente, a carga total fica negativa
    ex: se o corpo estiver com saldo de 2 elétrons Q= 2. (-1,6.10^-19)
    Q=- 3,2.10^-19
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7
Q

Equação da quantidade de carga elétrica

A

Q= n.e

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8
Q

processos de eletrização

A
  • atrito
  • contato
  • indução
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9
Q

eletrização por atrito

A

ao atritar dois corpos neutros, eles trocam cargas, ficam assim, com o mesmo valor em cargas, mas de sinais contrários

  • precisa obrigatoriamente ser entre materiais diferentes
  • o corpo que têm mais facilidade para doar elétrons fica positivo e que tem menos recebe esses elétrons ficando negativo
  • cargas iguais em módulo
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10
Q

eletrização por atrito

A
  • ao atritar dois corpos neutros, eles trocam cargas, ficam assim, com o mesmo valor em cargas, mas de sinais contrários
  • um condutor e um isolante
  • precisa obrigatoriamente ser entre materiais diferentes
  • o corpo que têm mais facilidade para doar elétrons fica positivo e que tem menos recebe esses elétrons ficando negativo
  • cargas iguais em módulo
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11
Q

eletrização por contato

A
  • pelo menos um dos corpos precisa já estar eletrizado
  • dois condutores
  • para que ocorra, é necessário que haja diferença de potencial entre os corpos
  • quando o contato é entre dois corpos idênticos, de mesmo tamanho, a carga final de ambos os corpos será a média das cargas dos dois somadas antes do contato ( mesma regra para mais de dois corpos)
    ex: dois corpos com cargas =10 e -2, após sofrerem eletrização por contato ficam cada um com carga +4
  • quando o contato ocorre entre corpos diferentes, a quantidade final de carga de cada um será proporcional ao seu tamanho (influencia da capacitância/capacidade elétrica, pois ela é alterada ao alterar-se o tamanho dos corpos)
    (olhar o formato de resolução no caderno)
    Qa+Qb antes do contato= Qa+Qb depoisdo contato
    -C=Q/V, assim, Q= C.V
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12
Q

princípio da conservação de cargas

A

a quantidade de cargas antes da eletrização precisa ser igual a quantidade de cargas no final

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13
Q

eletrização por indução

A
  • pelo menos um dos objetos é neutro
  • pelo menos um é condutor (provavelmente metal)
  • ao aproximar o corpo carregado positivamente do neutro, suas cargas são polarizadas
  • após a polarização, é feito um aterramento, que fornece elétrons para os prótons que foram separados de seus elétrons iniciais com a polarização
  • ao desfazer o aterramento, esse corpo fica com excesso de cargas negativas, ficando negativamente carregado
  • caso o corpo que se aproxima do neutro é negativamente carregado, o aterramento servirá para mandar elétrons para a terra, ficando eletrizado positivamente

OBS: alternativa de indução sem aterramento:

  • dois corpos neutros próximos se aproximam de um corpo carregado
  • como ao unir dois corpos neutros eles passam a funcionar como um só, as duas polarizam, ficando uma com as cargas positivas e a outra com as cargas negativas
  • ao afastar o corpo carregado, um dos que era neutro fica positivo e o outro negativo
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14
Q

Lei de Coulomb

A
  • a força de atração ou repulsão entre duas cargas é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância
  • F= K. /q1/. /q2/
    ——————
    d^2
  • essa equação serve apenas para cargas puntiformes
  • F=/q/. E (equação geral)
  • para força elétrica, o sinal das cargas não importa (estão em módulo), servindo apenas para indicar se sofrem atração ou repulsão
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15
Q

campo elétrico

A
  • região ao redor de uma carga Q em que há influência elétrica sobre outros corpos presentes dentro de seu alcance
  • é necessário levar em consideração a orientação do campo, sendo uma grandeza vetorial ( vetor campo elétrico=E)
  • E=F/q (N/c, v/m)
  • E= k.Q/d^2 (Q em módulo)
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16
Q

linhas de campo

A
  • as linhas de campo sempre saem da carga positiva e entram na negativa
  • carga positiva cria campo de afastamento
  • carga negativa cria campo de aproximação
  • as linhas obedecem uma formatação radial
  • carga positiva: campo radial e divergente
  • carga negativa: campo radial e convergente
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17
Q

campo elétrico de uma carga puntiforme

A
  • E=F//q/
  • E= K.Q/d^2
  • intensidade do campo elétrico é inversamente proporcional à distância ao quadrado
18
Q

vetor campo elétrico

A
  • é sempre tangente em relação à linha de campo elétrico/ linha de força
  • sua orientação é sempre a mesma que a da linha de campo
19
Q

campo elétrico de uma carga puntiforme

A
  • E=F//q/
  • E= K.Q/d^2
  • intensidade do campo elétrico é inversamente proporcional à distância ao quadrado ( gráfico E x d é uma hipérbole)
20
Q

vetor campo elétrico

A
  • é sempre tangente em relação à linha de campo elétrico/ linha de força
  • sua orientação é sempre a mesma que a da linha de campo (aponta para o mesmo sentido)
  • k= 9.10^9
21
Q

intensidade do campo elétrico ( aspecto visual)

A
  • o campo elétrico é mais intenso nos locais em que as linhas de campo estão em maior concentração
  • quando as linhas são paralelas e igualmente espaçadas, há campo elétrico uniforme, assim, em todos os pontos, o campo terá o mesmo valor
22
Q

potencial elétrico

A
  • grandeza escalar
  • carga geradora positiva sempre gera potencial elétrico positivo
  • carga geradora negativa sempre gera potencial elétrico negativo
  • gráfico Vxd é uma hipérbole equilátera
  • o potencial elétrico diminui no sentido da linha de campo e aumenta no sentido oposto (pois as linhas do campo elétrico vão do positivo, maior para o negativo, menor)
  • cargas positivas sempre se movem para onde o potencial é menor
  • cargas negativas sempre se movem para onde o potencial é maior
23
Q

superfície equipotencial

A
  • possui mesmo potencial elétrico em qualquer ponto sobre ela
  • uma superfície equipotencial é sempre perpendicular (90 graus) às linhas de campo elétrico
24
Q

potencial elétrico gerado por várias cargas

A

Vp= V1+ V2+ V3+…+

25
Q

DDP em campo elétrico uniforme

A

U= E.d

a distância é a distância entre as superfícies equipotenciais e não entre os pontos

26
Q

energia potencial elétrica

A
  • energia contida na carga que pode se transformar em energia cinética com a ação da força elétrica
  • quanto maior a energia potencial, maior a cinética e vice versa
  • é a energia armazenada em uma carga elétrica (inserida em região de influencia de um campo elétrico)
  • Ep= q.V
  • Ep= K.q.q/ d
27
Q

energia potencial positiva

A
  • quando duas cargas são positivas ( pois se dá pela multiplicação de duas cargas sobre d)
  • quando duas cargas são negativas
  • a energia potencial ser positiva significa que há repulsão entre as cargas
28
Q

energia potencial negativa

A
  • uma carga negativa e a outra positiva

- quando a energia potencial é negativa significa que há atração entre as cargas

29
Q

exemplo de energia potencial: ao colocarmos duas cargas pontuais q1=5 microC e q2=2microC, a uma distância de 30 cm realizamos trabalho. Determine a energia potencial elétrica, em joules, deste sistema de cargas pontuais
dado: K=10.10^9

A

resposta:

3. 10^-1 joules

30
Q

energia potencial elétrica em várias cargas

A
  • levar em consideração a influencia que uma carga exerce sobre a outra de duas em duas
    ex: em um sistema com 3 cargas a energia potencial elétrica será
  • EPt= Ep12+ Ep13+ Ep23
    obs: Ep12=Ep21
  • após usar K.Q.q/d em cada uma das regiões de influência, ao somá-las obtemos a Ep total
31
Q

exemplo energia potencial em várias cargas:
Considere três cargas elétricas puntiformes, positivas
e de valor Q, colocadas no vácuo, fixas nos vértices A B e C de um triângulo equilátero de lado d. A energia potencial elétrica do par de cargas, disponibilizadas nos vértices A e B, é igual a 0,8J. Nessas condições é correto afirmar que a Ep do sistema vale:

A

resposta:

2,4 joules

32
Q

Trabalho da força elétrica

A
  • ocorre quando há um deslocamento provocado pela ação de uma força
  • T= q. Vab ( diferença de potencial entre dois pontos)
    ( carga. diferença de potencial)
    (coulomb.volts=joule)
  • T= variação de energia cinética
  • o trabalho da força elétrica não depende da trajetória da carga ( pode ir em linha reta, parábola, circulo,… e co trabalho continuará o mesmo)
  • o trabalho constitui um sistema conservativo, ou seja, não há perda de energia
  • o trabalho realizado entre duas cargas em uma mesma linha de potencial elétrico é nulo
33
Q

exemplo de trabalho da força elétrica:
um próton movimenta-se em linha reta paralelamente às linhas de campo elétrico uniforme , conforme mostrado na figura. Partindo do repouso no ponto 1 e somente sob ação da força elétrica, ele percorre uma distância de 0,6m e passa pelo ponto 2. Entre os pontos 1 e 2 há uma diferença de potencial V igual a 32Volts. Considerando a massa do próton igual a 1,6.10^-27 kg e sua carga elétrica 1,6.10^-19 C, diga a velocidade do próton ao passar pelo ponto 2

A

resposta:

v= 8. 10^4 m/s

34
Q

equilíbrio eletrostático (condutor eletrizado)

A

no interior de um condutor eletrizado e em equilíbrio eletrostático:

  • o campo elétrico é sempre igual a zero
  • o potencial elétrico é sempre constante e diferente de zero (na superfície tb)
  • a diferença de potencial é sempre igual a zero

importante: em um corpo de formato homogêneo, as cargas são distribuídas igualmente pela superfície, independente de serem positivas ou negativas

E=0, potencial elétrico=cte , U=0

OBS: causa da gaiola de faraday
- as cargas se acumulam na superfície EXTERNA da gaiola de faraday

35
Q

campo elétrico em condutor eletrizado e em equilíbrio eletrostático

A
  • o campo elétrico é zero no interior do condutor até sua superfície
  • atinge seu valor máximo no ponto próximo (ponto logo após a superfície do condutor—> linhas de campo em maior concentração): Emáx= k.Q/R^2
  • campo elétrico EXTERNO ao condutor: E=k.Q/d^2
  • o campo na superfície é metade do campo máximo
    Esuperfície= Emáx/2

o campo máximo, apesar de ter seu cálculo feito com o raio, não está exatamente sobre a superfície do condutor

36
Q

potencial elétrico em condutor eletrizado e em equilíbrio eletrostático

A
  • constante no interior até a superfície da esfera condutora (dentro da esfera o potencial é calculado por K.Q/R)
  • no exterior, quanto mais longe da carga, menor o potencial elétrico ( V= k.Q/d)
  • o Vmáx também não é sobre a superfície, mas no ponto próximo
37
Q

rigidez dielétrica

A

-poder das pontas: condutor esférico, as cargas se espalham de forma uniforme, mas, em condutores de formato irregular (“com pontas”), as cargas se concentram nessas pontas
região da ponta: campo elétrico mais forte, assim, em caso de descarga elétrica, ela ocorre nessas pontas
- para-raios: possuem uma ponteira, fazendo com que a descarga ocorra preferencialmente no para-raios ao invés das regiões ao redor dele
- descargas elétricas na Terra (raios): nuvem eletrizada negativamente promove concentração de cargas positivas na superfície terrestre por indução, forma-se, assim, um E no sentido terra>nuvem, , surgindo assim uma força elétrica nessa região. O aumento da intensidade dessa força aumenta a intensidade do E, o que causa a descarga elétrica (nesse caso, o ar, que é normalmente um isolante, age como condutor)
- DEFINIÇÃO DE RIGIDEZ DIELÉTRICA: VALOR NECESSÁRIO PARA QUE UM MATERIAL ISOLANTE SE COMPORTE COMO CONDUTOR

38
Q

densidade superficial de cargas

A

Densidade= Q(cargas)/ área
ex: D1=5C/m
D2=8C/m
- em objetos de formato regular, a densidade é constante por todo ele, mas em objetos de formato irregular, essa densidade é constante

39
Q

capacitância/ capacidade elétrica

A
  • quanta eletricidade um objeto pode armazenar
  • assim que um corpo armazena eletricidade(cargas), ele passa a possuir também um potencial elétrico (V)
  • C= R/K (em esferas, mas dá pra deduzir com a fórmula geral substituindo o V por KQ/d em que d é o raio)
  • C=Q/V (coulomb.volts= faraday)
    ex: C=5 significa que quando há 5C de carga, o potencial fica 1, caso sejam colocados 10C, o V fica 2 , quando 15C, V=3 e assim por diante
  • a capacidade não muda ao colocar mais ou menos cargas, apenas o potencial muda
  • para alterar a capacidade, é necessário mudar o tamanho do objeto (geralmente esferas)
40
Q

capacitores

A
  • função: armazenar energia elétrica
  • entre as placas do capacitor, há material isolante
  • ao conectar o circuito em uma bateria, as cargas positivas se acumulam em as placas (perde elétrons)
  • essas cargas positivas passam a atrair elétrons, que não entram em contato pq não atravessam o material isolante do meio
  • capacitância: quantidade de energia que um capacitor é capaz de armazenar ( C=k.E(epson). A/d)
  • para alterar a capacidade de um capacitor, é necessário alterar o material ou as dimensões
  • energia armazenada em um capacitor: E=Q.V/2
41
Q

associação de capacitores

A

em série:
- propriedades:
Qtotal(bateria/pilha)= Q1=Q2=Q3…
Vtotal= V1+V2+V3…

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