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Cargas eletricas

Storyboard

O eletromagnetismo foca na propriedade das partículas que chamamos de carga elétrica. Esta carga pode ser positiva ou negativa e, geralmente, é um múltiplo inteiro de uma unidade fundamental de carga, que corresponde à carga do elétron.

>Modelo

ID:(822, 0)



Cargas eletricas

Storyboard

O eletromagnetismo foca na propriedade das partículas que chamamos de carga elétrica. Esta carga pode ser positiva ou negativa e, geralmente, é um múltiplo inteiro de uma unidade fundamental de carga, que corresponde à carga do elétron.

Variáveis

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$Q_e$
Q_e
Carga de todos os elétrons
C
$Q_i$
Q_i
Carga iônica i
C
$Q$
Q
Charge
C
$n_e$
n_e
Número de elétrons
-
$n_{i,k}$
n_ik
Número de íons tipo k
-
$z$
z
Valência
-

Cálculos


Primeiro, selecione a equação:   para ,  depois, selecione a variável:   para 

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

 Variáve   Dado   Calcular   Objetivo :   Equação   A ser usado



Equações


Exemplos


mechanisms

Se o corpo carregado for separado, a repuls o entre cargas iguais faz com que elas se distribuam sobre a superf cie do condutor:

image

Para que isso ocorra, necess rio que as cargas possam se deslocar dentro do corpo. Stephen Gray [1] identificou esse tipo de material, apontando que s o condutores de cargas el tricas. Por outro lado, existem materiais nos quais esse deslocamento n o ocorre, sendo descritos como isolantes.

[1] "Documented experiments - not a formal paper" (Experimentos documentados, n o um artigo formal), Stephen Gray, Philosophical Transactions of the Royal Society, 1729-1730

Quando um corpo carregado aproximado de um condutor, este ltimo se polariza, fazendo com que as cargas opostas se aproximem do corpo carregado. Ao entrar em contato, as cargas se transferem, neutralizando parte das cargas do corpo carregado e deixando um excedente de cargas no condutor:

image

Esse fen meno tamb m est associado ao fato de que cargas do mesmo tipo (positivas ou negativas) se repelem, enquanto cargas de tipos opostos se atraem. Esse princ pio foi introduzido por Charles-Augustin de Coulomb [1] em seu estudo sobre as for as entre cargas el tricas.

[1] "Premier M moire sur l lectricit et le Magn tisme" (Primeiro Mem ria sobre Eletricidade e Magnetismo), Charles-Augustin de Coulomb, Acad mie Royale des Sciences em Paris, 1785.

Um exemplo cl ssico de conserva o de carga ocorre quando um f ton em um raio gama gera um par de part culas composto por um el tron e um p sitron. O f ton original n o possui carga, enquanto o el tron tem uma carga de -1.6e-19 Coulombs (negativa) e o p sitron, que a contraparte de antimat ria do el tron, possui uma carga de +1.6e-19 Coulombs (positiva).

Esse fen meno podia ser observado nas antigas c maras de nuvens usadas por f sicos para estudar part culas:

image

Nessas c maras, as part culas induzem a condensa o no vapor de gua saturado, deixando trilhas vis veis. Como a c mara est colocada em um campo magn tico, as cargas el tricas s o desviadas, criando imagens em espiral. Com cargas opostas, uma part cula espirala em uma dire o enquanto a outra espirala na dire o oposta.

O el tron foi descoberto por J.J. Thomson [1,2], que tamb m determinou sua carga, $e$, que igual a $-1.6\times 10^{-19}C$. Portanto, o número de elétrons ($n_e$) pode ser determinado a partir de la carga de todos os elétrons ($Q_e$) dividido por la carga eletrônica ($e$), resultando em:

equation=3211

[1] "Cathode Rays" (Raios cat dicos), J.J. Thomson, Philosophical Magazine, 1897

[2] "On the Charge of Electricity Carried by the Ions Produced by R ntgen Rays" (Sobre a carga de eletricidade transportada pelos ons produzidos por raios de R ntgen), J.J. Thomson, Philosophical Magazine, 1897

Svante Arrhenius, em sua tese de doutorado [1], postulou que existem part culas com m ltiplas cargas de el trons, conhecidas como ons. Portanto, seu n mero depende da carga total e do m ltiplo da carga do el tron. Assim, o número de íons tipo k ($n_{i,k}$) calculado a partir de la carga iônica i ($Q_i$) dividido pela carga de cada on, que la carga eletrônica ($e$), multiplicado por la valência ($z$):

equation=15774

[1] "Recherches sur la conductibilit galvanique des lectrolytes" (Pesquisa sobre a Condutividade Galv nica dos Eletr litos), Svante Arrhenius, Tese de Doutorado, 1884

La charge ($Q$) total pode ser calculado somando o número de elétrons ($n_e$) multiplicado por la carga eletrônica ($e$) e a soma de o número de íons tipo k ($n_{i,k}$) multiplicado por la valência ($z$), com este n mero sendo multiplicado por la carga eletrônica ($e$):

equation=15775

Como as cargas opostas se compensam, n o poss vel determinar o n mero total de cargas, nem quantas dessas s o positivas ou negativas.


model

O número de elétrons ($n_e$) pode ser determinado a partir de la carga de todos os elétrons ($Q_e$) dividido por la carga eletrônica ($e$), resultando em:

kyon

O número de íons tipo k ($n_{i,k}$) calculado a partir de la carga iônica i ($Q_i$) dividido pela carga de cada on, que la carga eletrônica ($e$), multiplicado por la valência ($z$):

kyon

La charge ($Q$) total pode ser calculado somando o número de elétrons ($n_e$) multiplicado por la carga eletrônica ($e$) e a soma de o número de íons tipo k ($n_{i,k}$) multiplicado por la valência ($z$), se este n mero for multiplicado por la carga eletrônica ($e$):

kyon


>Modelo

ID:(822, 0)



Mecanismos

Definição


ID:(15263, 0)



Propriedade eletrostática

Imagem

ID:(1903, 0)



Barra depois de se separar do motorista

Nota

Se o corpo carregado for separado, a repulsão entre cargas iguais faz com que elas se distribuam sobre a superfície do condutor:

Para que isso ocorra, é necessário que as cargas possam se deslocar dentro do corpo. Stephen Gray [1] identificou esse tipo de material, apontando que são condutores de cargas elétricas. Por outro lado, existem materiais nos quais esse deslocamento não ocorre, sendo descritos como isolantes.

[1] "Documented experiments - not a formal paper" (Experimentos documentados, não um artigo formal), Stephen Gray, Philosophical Transactions of the Royal Society, 1729-1730

ID:(1902, 0)



Barra em contato com o condutor

Exercício

Quando um corpo carregado é aproximado de um condutor, este último se polariza, fazendo com que as cargas opostas se aproximem do corpo carregado. Ao entrar em contato, as cargas se transferem, neutralizando parte das cargas do corpo carregado e deixando um excedente de cargas no condutor:

Esse fenômeno também está associado ao fato de que cargas do mesmo tipo (positivas ou negativas) se repelem, enquanto cargas de tipos opostos se atraem. Esse princípio foi introduzido por Charles-Augustin de Coulomb [1] em seu estudo sobre as forças entre cargas elétricas.

[1] "Premier Mémoire sur lÉlectricité et le Magnétisme" (Primeiro Memória sobre Eletricidade e Magnetismo), Charles-Augustin de Coulomb, Académie Royale des Sciences em Paris, 1785.

ID:(1901, 0)



As cobranças são conservadas

Equação

ID:(10389, 0)



Exemplo de conservação de carga

Script

Um exemplo clássico de conservação de carga ocorre quando um fóton em um raio gama gera um par de partículas composto por um elétron e um pósitron. O fóton original não possui carga, enquanto o elétron tem uma carga de -1.6e-19 Coulombs (negativa) e o pósitron, que é a contraparte de antimatéria do elétron, possui uma carga de +1.6e-19 Coulombs (positiva).

Esse fenômeno podia ser observado nas antigas câmaras de nuvens usadas por físicos para estudar partículas:

Nessas câmaras, as partículas induzem a condensação no vapor de água saturado, deixando trilhas visíveis. Como a câmara está colocada em um campo magnético, as cargas elétricas são desviadas, criando imagens em espiral. Com cargas opostas, uma partícula espirala em uma direção enquanto a outra espirala na direção oposta.

ID:(11362, 0)



Número de elétrons

Variable

O elétron foi descoberto por J.J. Thomson [1,2], que também determinou sua carga, $e$, que é igual a $-1.6\times 10^{-19}C$. Portanto, o número de elétrons ($n_e$) pode ser determinado a partir de la carga de todos os elétrons ($Q_e$) dividido por la carga eletrônica ($e$), resultando em:

[1] "Cathode Rays" (Raios catódicos), J.J. Thomson, Philosophical Magazine, 1897

[2] "On the Charge of Electricity Carried by the Ions Produced by Röntgen Rays" (Sobre a carga de eletricidade transportada pelos íons produzidos por raios de Röntgen), J.J. Thomson, Philosophical Magazine, 1897

ID:(15777, 0)



Número de íons

Audio

Svante Arrhenius, em sua tese de doutorado [1], postulou que existem partículas com múltiplas cargas de elétrons, conhecidas como íons. Portanto, seu número depende da carga total e do múltiplo da carga do elétron. Assim, o número de íons tipo k ($n_{i,k}$) é calculado a partir de la carga iônica i ($Q_i$) dividido pela carga de cada íon, que é La carga eletrônica ($e$), multiplicado por la valência ($z$):

[1] "Recherches sur la conductibilité galvanique des électrolytes" (Pesquisa sobre a Condutividade Galvânica dos Eletrólitos), Svante Arrhenius, Tese de Doutorado, 1884

ID:(15776, 0)



Carga total

Video

La charge ($Q$) total pode ser calculado somando o número de elétrons ($n_e$) multiplicado por la carga eletrônica ($e$) e a soma de o número de íons tipo k ($n_{i,k}$) multiplicado por la valência ($z$), com este número sendo multiplicado por la carga eletrônica ($e$):

Como as cargas opostas se compensam, não é possível determinar o número total de cargas, nem quantas dessas são positivas ou negativas.

ID:(15778, 0)



Modelo

Unidade


ID:(15322, 0)