As condições prévias para a criação de um sistema eletrostático

FUNDAMENTOS DA ELETROSTÁTICA

A eletrostática é a parte da Física responsável pelo estudo das cargas elétricas em repouso. Grandes pesquisadores, como Tales de Mileto, conseguiram verificar a existência das cargas elétricas. Tales foi o primeiro que conseguiu verificar, em 600 a. C., que o âmbar, depois de atritado, consegue atrair fragmentos de palha.

Charles Augustin de Coulomb (1736 – 1806) conseguiu medir a intensidade das forças de atração ou de repulsão entre as cargas elétricas por volta de 1777, usando uma balança de torção e enunciou a Lei de Coulomb tratando desta força.

Num primeiro momento, acreditava-se que os fenômenos elétricos e magnéticos não estariam relacionados. A eletrostática tinha muito a ser descoberta, especialmente no que se refere a sua dependência com o magnetismo. Houve muitos avanços significativos, como a construção da primeira pilha voltaica, criada por Alessandro Volta, em 1800. Finalmente, em 1819, o dinamarquês Hans Christian Oersted (1777 – 1851) descobre em uma aula experimental que a corrente elétrica geraria um campo magnético em torno de si.

Um corpo é constituído pela reunião entre átomos de um ou mais elementos. O átomo pode ser dividido em duas regiões: o núcleo, no qual entre outras partículas encontramos os prótons (p), e a eletrosfera, que rodeia o núcleo, na qual estão os elétrons (e). Em qualquer corpo existe certa quantidade de elétrons que escapam dos seus átomos. São os átomos das últimas camadas e que estão sendo atraídos com uma força fraca para o núcleo. Esses elétrons, que não estão presos aos átomos, denominam-se “elétrons livres”. Os materiais que apresentam grande número de elétrons livres são denominados condutores, enquanto aqueles que têm pequeno número de elétrons livres são os isolantes. Metais e grafite são condutores, enquanto que plástico, vidro, cerâmica são alguns exemplos de isolantes.

Para indicar o estado de eletrização de um corpo, ou seja, o quanto ele está instável por apresentar excesso ou falta de elétrons, associa-se ao corpo um valor denominado carga elétrica sendo representado pela letra Q ou q. Geralmente usa-se Q para indicar o valor na Eletricidade atribuído ao corpo que ficará fixo (referencial), e por q o valor do corpo que pode se movimentar, transformando energia potencial em cinética.

A unidade desta nova grandeza, a carga elétrica, é coulomb (C), em homenagem ao físico Charles Augustin Coulomb. Para o cálculo da carga elétrica de um corpo, toma- se como base o valor atribuído ao elétron, pois para que o corpo esteja eletrizado, basta apresentar falta ou excesso de apenas um elétron. Quanto mais elétrons faltarem ou sobrarem no corpo, mais eletrizado ele estará, e, portanto, maior será seu valor na Eletricidade.

De que se constituem as cargas elétricas?

Toda a matéria que conhecemos é formada por moléculas. Esta, por sua vez, é formada de átomos, que são compostos por três tipos de partículas elementares: prótons, nêutrons e elétrons. Os átomos são formados por um núcleo, onde ficam os prótons e nêutrons e uma eletrosfera, onde os elétrons permanecem, em órbita. Os prótons e nêutrons têm massa praticamente igual, mas os elétrons têm massa milhares de vezes menor.

Lei de Coulomb

Essa lei estabelece que "a força de atração ou repulsão entre dois corpos carregados é diretamente proporcional ao produto de suas cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância". Pela lei de Coulomb, duas cargas elétricas pontuais de 1 coulomb separadas de um metro exercem uma sobre a outra uma força de 9 × 109 N, isto é, aproximadamente o peso de 900 000 toneladas. O coulomb é, portanto, uma unidade de ordem de grandeza elevada para exprimir quantidades de cargas estáticas.

Exemplo: estando duas cargas elétricas separadas por uma distância de 4m, determine o valor destas cargas sabendo que a intensidade da força entre elas é de 200 N.

O que é Campo Elétrico? Como ele pode ser gerado?

O campo elétrico é o campo de força provocado pela ação de cargas elétricas, (elétrons, prótons ou íons) ou por um sistema delas. Cargas elétricas num campo elétrico estão sujeitas e provocam forças elétricas. Vale notar que um campo elétrico só pode ser detectado a partir da interação do mesmo com uma carga de prova. Caso não haja interação com a carga,