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Cargas Elétricas e Campo Elétrico Contaminação e Infecção Hospitalar Reprodução de muitas espécies de plantas Tubo de imagem Impressora jato de tinta Pintura Eletrostática Relâmpagos CARGA ELÉTRICA A intensidade das interações de uma partícula depende da sua carga elétrica, que pode ser positiva ou negativa. Cargas de mesmo sinal se repelem e cargas de sinais opostos se atraem. Um corpo com quantidades iguais dos dois tipos de carga é eletricamente neutro; um corpo com um excesso de cargas positivas ou negativas está eletricamente carregado. CONDUTORES E ISOLANTES Condutores: são materiais nos quais muitas partículas eletricamente carregadas (elétrons, no caso dos metais) se movem com facilidade. Não-condutores: também conhecidos como isolantes, as cargas não podem se mover. Semi-condutores: são materiais com propriedades elétricas intermediárias dos condutores e as do não-condutores, como o silício e o germânio. Supercondutores: são condutores perfeitos, ou seja, materiais nos quais as cargas se movem sem encontrar nenhuma resistência. Amostra bruta do elemento germânio, um semicondutor que se tornou supercondutor a pressão ambiente. [Imagem: Wikimedia Commons/Gibe] CONTAMINAÇÃO BACTERIANA E FORÇA ELETROSTÁTICA Nas cirurgias endoscópicas, por exemplo, o médico observa o interior do corpo do paciente na tela do monitor. No monitores convencionais (não de cristal líquido) a imagem é produzida por elétrons emitidos por um canhão eletrônico e atraídos para a tela positivamente carregada. A tela também atrai partículas presentes no ar, como poeira, fiapos de linha e células epiteliais. Como muitas das partículas atraídas pela tela do monitor contêm bactérias, a tela fica contaminada. Se o cirurgião tocar a tela e posteriormente tocar o paciente, as bactérias podem passar para a pele ou para os órgãos internos do paciente. CARGA INDUZIDA A figura demonstra a mobilidade das cargas em um material condutor. Uma barra de plástico negativamente carregada atrai qualquer uma das extremidades de uma barra neutra de cobre. O que acontece é que os elétrons de condução da extremidade mais próxima da barra de cobre são repelidos pela carga negativa do plástico. Alguns desses elétrons de condução se acumulam na outra extremidade da barra de cobre, deixando a extremidade mais próxima com uma falta de elétrons e, portanto com uma carga total positiva. Devido à proximidade da barra de plástico, esta carga positiva é atraída pela carga negativa do plástico com mais força do que a carga negativa se acumulou na outra extremidade é repelida. Embora a barra e cobre como um todo é eletricamente neutra, dizemos que possui uma carga induzida, o que significa que algumas das cargas positivas foram separadas pela presença de uma carga próxima. LEI DE COULOMB LEI DE COULOMB LEI DE COULOMB A lei é válida até mesmo no interior dos átomos, onde descreve corretamente a força de atração entre o núcleo positivo e os elétrons negativos. Também explica corretamente as forças que une os átomos para formar moléculas e as forças que unem os átomos e moléculas para formar sólidos e líquidos. LEI DE COULOMB LEI DE COULOMB Teoremas das cascas – Distribuição das cargas esfericamente simétricas Uma casca com uma distribuição uniforme de carga atrai ou repele uma partícula carregada situada do lado de fora da casca como se toda a carga da casca estivesse situada no centro. Se uma partícula carregada está situada no interior de uma casca com uma distribuição uniforme de carga, a casca não exerce nenhuma força sobre a partícula. CARGA ELEMENTAR Conservação da Carga Elétrica Quando friccionamos um bastão de vidro com um pedaço de seda, o bastão fica positivamente carregado. As medidas mostram que uma carga negativa de mesmo valor absoluto se acumula na seda. Isso sugere que o processo não cria cargas, mas apenas transfere cargas de um corpo para outro, rompendo no processo a neutralidade dos dois corpos. Campo Elétrico Campo Elétrico As linhas de campo elétrico são usadas para visualizar a orientação e a intensidade dos campos elétricos. O vetor campo elétrico em qualquer ponto do espaço é tangente à linha de campo elétrico que passa por esse ponto. A densidade de linhas de campo elétrico em uma região do espaço é proporcional ao módulo do campo elétrico nessa região. As linhas de campo elétrico começam em cargas positivas e terminam em cargas negativas. Linhas de Campo Elétrico Linhas de Campo Elétrico P Q < 0 P Q > 0 Força Exercida por um Campo Elétrico sobre uma Carga Pontual Impressora a jato de tinta Polenização Referências Bibliografia Webgrafia HALLIDAY, D.; RESNICK, R. Fundamentos da Física Vol. 3. Rio de Janeiro: LTC, 2010 Imagens -http://www.sciencephoto.com/