Eletricidade

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Unidade 1 – Definições básicas e Leis de Ohm
1.1- Estrutura atômica


Ele é composto por núcleo e por uma ou mais camadas de eletrosfera, dependendo do material.
No núcleo (que corresponde a 0,01% do diâmetro do átomo) estão alojados os prótons (carga elementar positiva) e os nêutrons (carga elementar nula). Estudos não muito recentes mostram que no núcleo existem outras partículasmenores.
Mas camadas da eletrosfera se localizam os elétrons (carga elementar negativa) que se movimentam em torno do núcleo. Existe uma força que tenta expulsá-los do átimo (força centrífuga) e outra que força a sua entrada no núcleo ( atração entre cargas). Essas forças se anulam e o elétron permanece a sua trajetória de Roma continua até que uma força externa atuar sobre ele.
LEMBRETE: a massado próton é cerca de 2000 vezes maior que a massa do elétron.
Num átomo neutro o número de elétrons é igual ao número de prótons. Se houver um desequilíbrio nessa igualdade, o átomo se torna um íon. Ela será um íon positivo se apresentar falta de elétrons e será um íon negativo se apresentar um excesso de elétrons.
Um átomo pode ganhar ou perder elétrons através de eletrização. Existem trêstipos básicos de eletrização: por atrito, por contato ou por indução. Os elétrons que têm facilidade de entrar ou de sair de um átomo chamam-se elétrons livres e na maioria das vezes, localizam-se na ultima ou na penúltima camada da eletrosfera. Os elétrons livres são a base da eletricidade dinâmica, isto é, da corrente elétrica.
Os elétrons das primeiras camadas da eletrosfera necessitam de umaenergia muito alta para saírem ou entrarem em outros átomos. Esses elétrons junto com o núcleo formam o “caroço” do átomo. Pra eletricidade, pouca coisa de interessante ocorre nessa região.

1.2 Cargas e Força Elétricas
A carga elétrica negativa de um elétron vale 1,6. 10-19 coulombs (unidade de carga elétrica) e é representada por e
O sinal negativo atribuído a carga elétrica do elétron epositivo ao do próton, é apenas uma convenção, que mostra os efeitos contrários (opostos) produzidos por eles, apesar do mesmo valor, numérico.
Existe atração entre um elétron e um próton (cargas de sinais contrários) e repulsão entre dois elétrons ou entre dois prótons (cargas de mesmos sinais). Essa atração ou repulsão faz surgir uma força, cuja intensidade é determinada pelo uso da expressãomatemática seguinte, conhecida como Lei de Coulomb.
F=K.Q1.Q2d2
* F – intensidade da força de iteração entre as cargas elétricas, cuja unidade é o newton (N)
* Q1 e Q2 – intensidades das cargas elétricas em coulomb ( C )
* d – distancia entre as cargas elétricas em metro (m)
* K – Constante de proporcionalidade do meio
* K – Constante de proporcionalidade no vácuo –K0=9.109N.m2C2
Podemos ainda dizer que o espaço em que atual as forças elétricas é denominado campo elétrico.

Exercícios
1- Um corpo neutro é um corpo que possui o número de elétrons igual ao número de prótons. Em um laboratório na Suazilândia, um jovem cientista quer tornar esse corpo eletricamente positivo de forma que ela adquira uma carga de 64 µC. Quantos elétrons ele terá que retirar dessematerial?
2- Um engenheiro do Lesoto quer saber se você, futuro engenheiro brasileiro, sabe qual a carga elétrica de 1000 elétrons?
3- Nos laboratórios da Universidade Estácio de Sá, um experimento está sendo feito com duas cargas de 12 µC e -25 µC distando 2,5 m uma da outra. Os pesquisadores querem que você, futuro engenheiro, relate se vai haver colisão ou não entre as cargas, e que forçaestá sendo exercida sobre as mesmas nesse momento, considerando que as cargas estão no vácuo.
1.3 Tensão e Corrente elétrica
Um corpo pode acumular cargas positivas ou negativas através de eletrização. A essa quantidade de cargas que ele adquire dá-se o nome de potencial que o corpo possui. O nome é decorrente da energia concentrada (armazenada) que esse corpo adquire isto, é energia...
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