Carga Elétrica

Rosimar Gouveia

Professora de Matemática e Física

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)

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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