Apostila de Elétrica Básica

Apostila de Elétrica Básica

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CEFET – Campos / Módulo 1 Apostila de Eletricidade Básica 1 ELETROSTÁTICA

A matéria é constituída de partículas extremamente pequenas denominadas átomos, que, por sua vez, são formados de prótons e nêutrons, aglomerados nos núcleos, em torno dos quais movimentam-se elétrons. Exemplos

átomo de carbono átomo de alumínio
( 6 prótons, 6 nêutrons, 6 elétrons)( 13 prótons, 14 nêtrons, 13 elétrons)

Experiências realizadas em laboratórios, mostram que elétrons e prótons interagem, isto é, exercem forças elétricas entre si: se colocarmos dois prótons um perto do outro, eles se repelem; o mesmo ocorre com dois elétrons. Entretanto, um próton e um elétron atraem-se mutuamente.

Para explicar as causas dessas interações dizemos que elétrons e prótons possuem cargas elétricas de espécies diferentes.

Por convenção, a carga elétrica do próton é positiva e a do elétron negativa. Diz-se também que o elétron é uma carga negativa e o próton é uma carga positiva.

Os nêutrons não exercem ações elétricas entre si, portanto não possuem cargas elétricas. A interação entre partículas, como os elétrons e os prótons, permite-nos enunciar o princípio da atração e repulsão, da seguinte forma:

Cargas elétricas com mesmo sinal se repelem. Cargas elétricas com sinais contrários se atraem.

Condutores e isolantes

Um corpo ou meio material (sólido, líquido ou gasoso) é condutor de eletricidade quando as cargas elétricas podem mover-se com facilidade em seu interior; caso contrário, ele é denominado isolante ou dielétrico.

Exemplo de condutores: cobre, alumínio, prata, bronze, ferro, níquel, platina, soluções de sal, corpo humano, Terra etc.

Exemplos de isolantes: vidro, porcelana, borracha, baquelite, mica, ebonite, madeira seca, parafina, água pura, vácuo etc.

repulsão atração

CEFET – Campos / Módulo 1 Apostila de Eletricidade Básica 2 Eletrização

Um corpo está carregadopositivamente: se np > ne .
negativamente: se ne > np.

Um corpo está eletrizado quando o número de elétrons( n2 ) é diferente do número de prótons ( np ) . Um corpo está eletricamente neutro: np = ne.

A) Eletrização por atrito

Atritando-se, entre si, dois corpos isolantes A e B, os elétrons são forçados a passar de um corpo a outro. O corpo que perdeu elétrons fica carregado positivamente, enquanto o outro, que ganhou elétrons, fica carregado negativamente.

esta região foi atritada e perdeu elétrons esta região foi atritada e ganhou elétrons

isolante eletrizado positivamente isolante eletrizado negativamente corpo carregado positivamente corpo carregado negativamente corpo neutro (ou descarregado)

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B) Eletrização por contato

No processo de eletrização por contato, verificamos que:

Após o contato, o corpo neutro fica eletrizado com cargas elétricas de mesmo sinal que as do corpo carregado.

Observação: Elétrons que se libertaram das camadas mais afastadas do núcleo atômico são denominados elétrons livres.

C) Eletrização por indução

No processo de eletrização por indução, há separação de cargas do condutor, isto é, uma parte do condutor fica eletrizada positivamente, enquanto a outra parte fica eletrizada negativamente. Observação: O corpo A das figuras chama-se indutor, e o corpo B, induzido.

Nas figuras anteriores, se mantivermos o corpo A próximo de B e ligarmos B à Terra através de um fio condutor, pode acontecer o seguinte:

Condutor neutro antes do contato durante o contato após o contato

Condutor neutro antes do contato durante o contato após o contato

Condutor neutro

antes da aproximaçªoapós a aproximaçªo

condutor neutro antes da aproximaçªo após a aproximaçªo

CEFET – Campos / Módulo 1 Apostila de Eletricidade Básica 4 a) se A é positivo, os elétrons da Terra sobem e neutralizam as cargas positivas de B. O corpo B fica carregado negativamente;

b) se A é negativo, as cargas negativas de B escoam para a Terra. O corpo B fica carregado positivamente.

O corpo humano é um condutor de eletricidade. Portanto, a ligação á Terra pode ser feita, também, encostando-se o dedo no corpo induzindo B.

Quando se desfaz a ligação á Terra e se afasta o corpo indutor A, o corpo induzido B fica carregado negativamente, no caso a, e positivamente no caso b.

Comentário: Quando um corpo é eletrizado, não há criação nem destruição de cargas elétricas: as cargas elétricas apenas passam de um corpo a outro (eletrização por atrito e por contato) ou se separam dentro dele (eletrização por indução).

O movimento ordenado de cargas elétricas é denominado corrente elétrica. Entende-se por movimento ordenado o movimento semelhante ao dos soldados marchando em uma parada militar.

As cargas elétricas que constituem a corrente elétrica são os elétrons livres (elétrons que se destacaram do átomo).

B
A

Terra

B

Terra movimento desordenado de cargas elØtricas movimento ordenado de cargas elØtricas

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Unidade de intensidade de corrente elétrica

Em homenagem ao físico francês André Marie Ampére (1775-1836), a intensidade da corrente elétrica , no SI, é medida em ampère (símbolo A).

Sentido convencional da corrente elétrica

O sentido da corrente elétrica é, por convenção, contrário ao do deslocamento das cargas negativas.

Algumas intensidades de corrente elétrica:

Lâmpada comum: 0,5 A a 2 A ferro elétrico: 4 A a 8 A chuveiro e torneira elétrica: 10 A a 20 A locomotiva elétrica: 1000 A

Na prática, a intensidade da corrente elétrica é medida por aparelhos chamados amperímetros. O amperímetro é intercalado em um circuito elétrico, de maneira a ser atravessado pela corrente elétrica cuja a intensidade se quer medir.

amperímetro

Amperímetro medindo a intesidade da corrente elØtrica lâmpada

Desenho esquemÆtico da figura ao lado circuito elétrico fechado cargas negativas sentido convencional da corrente elétrica

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