Ouça este artigo: A matéria que constitui todos os materiais são constituídas de átomos. Sendo que a carga elétrica de cada um é respectivamente positiva, neutra e negativa. Assim:
Os átomos são constituídos, pela concepção mais clássica, de prótons(P),
nêutrons(N) e elétrons(e).
Com certos estudos na área de física pode-se provar que a carga elétrica transportada por um próton é a mesma que a de um elétron, que serão diferenciadas apenas pelas cargas de sinais opostos.
Assim pode se determinar a carga elétrica elementar indicada pela letra e , cujo valor é:
e = 1,6 . 10-19 Coulomb(C), sendo C no sistema internacional de unidades.
Fatos:
Se um corpo está com carga elétrica
positiva existe uma falta de elétrons, assim o número de prótons é maior que o número de elétrons.
Se um corpo está com carga elétrica negativa existe uma falta de prótons, assim o número de prótons é menor que o número de elétrons.
Se um corpo está com carga elétrica neutra, o número de prótons é igual ao número de elétrons.
O módula da carga elétrica pode ser definido como:
Q = n.e
Onde Q é o módulo da carga elétrica, n é a quantidade de elétrons,e e é a carga elétrica elementar, e = 1,6 . 10-19C.
Quando dois corpos são atritados, há uma transferência de elétrons, do corpo que possua menor eletronegatividade, para o de maior. Exemplo: uma caneta de acrílico atritada com uma flanela de lã faz com que a caneta possa atrair objetos.
Um fato muito importante é que os prótons e neutros não se deslocam com a eletrização, somente os elétrons.
Texto originalmente publicado em //www.infoescola.com/fisica/carga-eletrica/
Exercícios e questões de vestibulares
Questão 01: (PUC-RIO 2010)
Três cargas elétricas estão em equilíbrio ao longo de uma linha reta de modo que uma carga positiva (+Q) está no centro e duas cargas negativas (–q) e (–q) estão colocadas em lados opostos e à mesma distância (d) da carga Q. Se aproximamos as duas cargas negativas para d/2 de distânciada carga positiva, para quanto temos que aumentar o valor de Q (o valor final será Q’), de modo que o equilíbrio de forças se mantenha?
| A) | Q’ = 1 Q |
| B) | Q’ = 2 Q |
| C) | Q’ = 4 Q |
| D) | Q’ = Q / 2 |
| E) | Q’ = Q / 4 |
A carga elétrica é um conceito físico que determina as interações eletromagnéticas dos corpos eletrizados.
Assim, a partir do atrito entre os corpos, ocorre o fenômeno chamado “eletrização”, de modo que todos os corpos possuem a propriedade de se atraírem ou se repelirem.
Dessa forma, cargas de mesma natureza (positivo e positivo, negativo e negativo) se repelem, enquanto que as cargas de sinais contrários (positivas e negativas) se atraem.
Isso ocorre pelo fato que as cargas elétricas são formadas por partículas elementares que constituem os átomos, conhecidas como prótons (carga positiva), elétrons (carga negativa) e nêutrons (carga neutra).
No Sistema Internacional, a unidade de carga elétrica é o Coulomb (C) em homenagem ao físico francês Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) pelas suas contribuições nos estudos da eletricidade.
Carga Elétrica Puntiforme
As chamadas “cargas elétricas puntiformes” correspondem aos corpos eletrizados cujas dimensões e massa são desprezíveis, se comparadas às distâncias que os afastam de outros corpos eletrizados.
Átomos
Os átomos são unidades fundamentais da matéria, formados por um núcleo com carga elétrica positiva, chamada de prótons, e os nêutrons, partículas de carga neutra.
O núcleo atômico, que carrega quase toda a massa (99,9%) do átomo, é envolvido por uma nuvem de elétrons de carga negativa, localizados na eletrosfera.
Prótons (p+)
Os prótons são partículas eletrizadas de carga positiva, as quais, junto aos nêutrons, constituem o núcleo dos átomos.
Possuem o mesmo valor da carga dos elétrons, e por isso, os prótons e os elétrons tendem a se atrair eletricamente.
O valor da carga do próton e do elétron é chamado de quantidade de carga elementar (e) e possui o valor de e = 1,6 .10-19 C.
Elétrons (e-)
Os elétrons são minúsculas partículas eletrizadas de carga negativa e massa desprezível (cerca de 1840 vezes menor que a massa do núcleo atômico).
Diferente dos prótons e dos nêutrons, os elétrons encontram-se na eletrosfera, os quais circundam o núcleo atômico, a partir da força eletromagnética.
Nêutrons (n0)
Os nêutrons são partículas de carga neutra, ou seja, não possuem carga; junto aos prótons, constituem o núcleo dos átomos.
Possui grande importância no núcleo dos átomos, uma vez que proporciona estabilidade ao núcleo atômico, já que a força nuclear faz com que seja atraído por elétrons e prótons.
Campo Elétrico
O campo elétrico é um local donde há uma forte concentração de força elétrica, é um tipo força que as cargas elétricas geram ao seu redor.
Cálculo de Cargas Elétricas
Para calcular a quantidade de cargas elétricas, utiliza-se a seguinte expressão:
Q = n.e
Onde,
Q: carga elétrica
n: quantidade de elétrons
e: 1,6 .
10-19C, chamada de carga elétrica elementar
Lei de Coulomb
A Lei de Coulomb foi formulada pelo físico francês Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) no final do século XVIII. Ela apresenta conceitos acerca da interação eletrostática entre as partículas eletricamente carregadas:
“A força de ação mútua entre dois corpos carregados tem a direção da linha que une os corpos e sua intensidade é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa”.
Assim, para calcular a força elétrica das cargas:
Onde:
F: força (N)
K:
constante elétrica: 9.109 Nm2/C2
q1 e q2: cargas elétricas (C)
r: distância da força elétrica (m)
Leia também:
- Carga Elétrica - Exercícios
- Eletrostática: Exercícios
- Eletricidade
- Condutores e Isolantes
- Potência Elétrica
- Diferença de Potencial
- Fórmulas de Física
- Leis de Kirchhoff
- Processos de Eletrização
Exercício Resolvido
Calcule a carga de um corpo que possui 5.1019 prótons e 4.1019 elétrons.
Ver Resposta
Para calcular a carga elétrica de um corpo, utiliza-se a seguinte expressão, considerando que a carga elementar possui o valor de 1,6 . 10-19C:
Q = n.e
Q = (5.1019- 4.1019).1,6.10-19
Q = 1019. 1,6.10-19
Q = 1,6 C
Bacharel em Meteorologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) em 1992, Licenciada em Matemática pela Universidade Federal Fluminense (UFF) em 2006 e Pós-Graduada em Ensino de Física pela Universidade Cruzeiro do Sul em 2011.