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quinta-feira, 27 de janeiro de 2011

A Eletricidade

A ciência revelou a muito tempo a existência das partículas, explicando também a existência do átomo e de fenômenos físicos e como esses acontecem e porque. Entre os fenômenos físicos, há a eletricidade e relacionada a ela estão os elétrons que são a partícula responsável pelo seu acontecimento.

Os elétrons são partículas que orbitam o núcleo dos átomos da matéria, tal como a conhecemos e possuem uma carga elétrica que é basicamente um padrão de energia. Os elétrons, como visto em química, possuem carga elétrica de sinal negativo, contrária a dos prótons. Essa carga é de 1.6 x 10 coulombs (cujo sinal é C) elevado a décima nona potência negativa, isso quer dizer que 10 elétrons em conjunto formam uma carga elétrica equivalente a dez vezes 1,6 x 10 elevado a -19 C.


Quando os elétrons estão livres, ou seja, quando não estão presos aos átomos, estes geram através de outras condições físicas, o fenômeno da eletricidade. Os elétrons se tornam livres dos átomos através de diversos meios físicos, o que não me atentarei a explicar aqui nesta postagem. Só falarei sobre o estímulo da própria eletricidade para tal fim no final da postagem.

Eletrização:

Quando um corpo possui em mesmo número elétrons e prótons, ou seja, cargas elétricas e positivas em mesmo nível, sejam eles livres ou em átomos, este corpo tem carga eletrostática (carga elétrica sem movimento) neutra. Isso quer dizer que um corpo se torna eletrizado negativamente, o que é o mais comum de ser ver, quando a quantidade de elétrons nesse corpo é maior que a quantidade de prótons, ficaria eletrizado positivamente, se ocorresse o contrário.
As formas mais convencionais de eletrização são três: por atrito, por contato e por indução eletrostática.


Quando aplicamos atrito entre dois corpos, um com mais afinidade pelos elétrons do que o outro, o corpo com maior condutividade elétrica ficará negativo e o corpo com menor condutividade ficará positivo, isso é eletrização por atrito. A eletrização por contato é quando uma carga eletrostática de um corpo já eletrizado é passada para outro corpo, propriamente pelo contato físico. Para explicar a terceira forma de eletrização, é necessário primeiro explicar sobre o potencial elétrostático.

Potêncial eletrostático:

Como os elétrons possuem o poder de atração por sua carga elétrica, estes assim como a Terra, exercem sobre o meio um campo de atração dessa força, como um campo gravitacional.
Portanto, qualquer corpo eletrizável que esteje dentro dos limites desse campo eletrostático, sofrerá atração se for uma partícula ou se for propriamente um corpo, terá cargas elétricas de sinal contrário ao causador do campo viradas para o mesmo e na direção contrária, as cargas de sinal contrário. Isso é indução eletrostática. Olhe a figura abaixo:


A Lei de Coulomb:

A Lei de Coulomb estabelece:

Partículas com cargas elétricas de sinais contrários se atraem;
Partículas com cargas elétricas de sinais iguais se repelem;
O vetor de força elétrica (força de atração elétrica/linha imaginária que indica a direção e sentido da força) passa pelas duas partículas;
A intensidade da força elétrica é diretamente proporcional ao produto dos módulos das cargas e inversa proporcional ao quadrado do valor da distância entre as duas partículas;
A força elétrica ainda é determinada pela constante eletrostática do meio (K), no vácuo e no ar, ela tem o valor de 9 x 10 elevado a nona potência;

Portanto a fórmula para cálculo da força elétrica é:

Portanto, um próton localizado em qualquer ponto dentro dos limites do campo eletrostático de um elétron, será atraído pelo elétron com força igual ao produto dos módulos das cargas do elétron e do próton e da constante eletrostática dividido pelo distância entre as duas partículas elevado ao quadrado.

Esse mesmo princípio é o que gera as correntes elétricas, assim como também outras formas de indução, as correntes elétricas (muitos elétrons se deslocando) se formam principalmente por meio de um condutor elétrico em potencial quando em meio a dois corpos eletrostático, funcionando como pilhas.
Esse princípio é eletrodinâmica, mas não será melhor explicado nessa postagem.

Outras considerações: 

Um corpo metálico exposto a alguma corrente elétrica pode ficar eletrizado e posteriormente poderá fornecer eletricidade ou formar eletricidade em outro corpo, já que cargas de elétrons dispostas em um corpo também podem estimular cargas eletrostáticas em outro corpo, que é a indução eletrostática.
Além disso, existem muitos outros meios de eletrização, porém pouco convencionais e envolvem processos tecnológicos muito avançados para um indivíduo qualquer ou até mesmo em alguns casos, para propriamente empresas e outras instituições. Pode-se por exemplo, simplesmente retirar os prótons dos núcleos atômicos para formar uma eletricidade de prótons para estimular corpos no mesmo meio, isso é possível com fissão nuclear com alta manipulação. Outra forma seria capturar anti-matéria no espaço e retirar dela os pósitrons que são o antagônico dos elétrons, porque tem carga de mesmo valor e sinal contrário e tem o mesmo peso, é um elétron positivo.Com isso poderia-se formar eletricidade positiva para atrair elétrons de portadores comuns de carga elétrica.

Continue visitando o Senesis e opinando sobre ele nas enquetes no final da página.

Até a próxima postagem!

2 comentários:

Anônimo disse...

olá, tenho um problema... Não sei calcular a carga elétrica. como manipular a fómula para isso?
os dados são:
Duas cargas eletricas puntiformes positivas e iguais a Q estão situadas no vácuo a 2m de distancia. sabe-se que a a força de repulsão mútua tem intensidade de 0,1N. calcule Q. Dado K= 9.109 (dez á nona potencia)
como seria a fórmula? como montá-la

paulo Souza disse...

Desculpe a demora em te responder, mas eu ainda não tive tempo de pesquisar.
Assim que for possível vou colocar um post com as fórmulas (essa e outras)