A eletricidade começa com uma ideia simples: algumas partículas têm a capacidade de interagir umas com as outras sem se tocarem. Essa propriedade é chamada de carga elétrica. Existem dois tipos de carga:
- Positiva: como a dos prótons
- Negativa: como a dos elétrons
As cargas seguem algumas regras bem simples:
- Cargas de sinais iguais se repelem
- Cargas de sinais opostos se atraem
#inserir imagem aqui# (ilustração mostrando repulsão entre cargas iguais e atração entre cargas opostas)
Unidade de carga elétrica
A unidade de medida da carga elétrica no Sistema Internacional é o coulomb (C). Mas na prática, a menor carga possível é a carga do elétron ou do próton:
\( e = 1{,}6 \times 10^{-19} \, \text{C} \)
As cargas aparecem sempre em múltiplos desse valor. Por exemplo:
\( Q = n \cdot e \)
- \( Q \): carga total (em C)
- \( n \): número de elétrons ou prótons (sem unidade)
- \( e \): carga elementar
Se um corpo ganhou 5 elétrons, sua carga será:
\( Q = -5 \cdot 1{,}6 \times 10^{-19} = -8{,}0 \times 10^{-19} \, \text{C} \)
Corpos eletricamente carregados
Existem três situações possíveis:
- Neutro: mesmo número de prótons e elétrons
- Carregado negativamente: mais elétrons que prótons
- Carregado positivamente: mais prótons que elétrons
Processos de eletrização
Um corpo pode adquirir carga elétrica de três formas principais:
- Eletrização por atrito: ocorre quando dois corpos se esfregam e um transfere elétrons para o outro. Exemplo: pentear o cabelo com uma escova plástica.
- Eletrização por contato: ocorre quando um corpo já carregado encosta em outro, transferindo carga.
- Eletrização por indução: um corpo carregado se aproxima de um corpo neutro, reorganizando suas cargas internas sem contato direto.
#inserir imagem aqui# (três imagens lado a lado: atrito, contato e indução, com setas indicando movimento de elétrons)
Princípio da conservação da carga elétrica
A carga elétrica total de um sistema isolado sempre se conserva. Isso significa que a quantidade total de carga antes e depois de qualquer processo é a mesma.
Exemplo: Se dois corpos inicialmente neutros são eletrizados por atrito e um deles fica com +4 µC, o outro terá -4 µC.
Tabela resumo
| Conceito | Descrição |
|---|---|
| Tipo de carga | Positiva (+) e Negativa (−) |
| Unidade | Coulomb (C) |
| Carga elementar | \( e = 1{,}6 \times 10^{-19} \, C \) |
| Carga total | \( Q = n \cdot e \) |
| Interações | Cargas iguais se repelem, opostas se atraem |
| Conservação | A carga total de um sistema isolado é constante |