Eletrostática

Rosimar Gouveia

Eletrostática é a parte da área da eletricidade que estuda as cargas elétricas sem movimento, ou seja, em estado de repouso.

Blindagem Eletrostática

A blindagem eletrostática torna o campo elétrico nulo. Isso acontece em decorrência da distribuição de cargas elétricas em excesso num condutor. As cargas de mesmo sinal tem a tendência de se afastar até que atingem o repouso.

Foi o que Michael Faraday provou com a Gaiola de Faraday. Nesse experimento, o químico sentou-se dentro de uma gaiola que estava submetida à descarga elétrica e saiu dela sem que nada acontecesse com ele.

Leia também sobre:

Força e Energia Eletrostática

Força eletrostática é a força de interação eletrostática entre duas cargas elétricas através da atração e da repulsão.

Ela é calculada pela Lei de Coulomb, que é expressa pela seguinte fórmula:

Eletrostática

Onde,

k = constante eletrostática
q1 e q2 = cargas elétricas
r = distância entre as cargas

A constante eletrostática, também conhecida como constante de Coulomb, é influenciada pelo meio onde as cargas elétricas se encontram. Assim, a constante eletrostática influencia o valor da força.

Geralmente no vácuo, o seu valor é 9.109 N.m2 /C2, mas ela pode aparecer em outros meios, por exemplo:

  • Água 1,1.108 N.m2 /C2
  • Benzeno 2,3.109 N.m2 /C2
  • Petróleo 3,6.109 N.m2 /C2

Energia eletrostática ou energia potencial elétrica é a energia produzida pelo excesso de cargas elétricas em atrito. Ela é medida pela seguinte fórmula:

Eletrostática

Onde,

k = constante eletrostática
Q = carga fonte
q = carga de prova ou teste
d = distância entre cargas

Campo Elétrico

Campo elétrico é o local onde as cargas elétricas se concentram, cuja intensidade é medida através da fórmula:

Eletrostática

Onde,

E = campo elétrico
F = força elétrica
q = carga elétrica

Carga Elétrica

As cargas elétricas são o resultado da atração ou repulsão das cargas. Cargas semelhantes se repulsam, enquanto as contrárias se atraem.

Elas são medidas em coulomb e a menor dessas cargas que é encontrada na natureza é a carga elementar (e = 1,6 .10-19 C).

A fórmula da carga elétrica é:

Q = n.e

Onde,

Q = carga elétrica
n = quantidade de elétrons
e = carga elementar

Fórmulas

Além das fórmulas da eletrostática que foram citadas acima, são utilizadas também:

Potencial Elétrico

Eletrostática

Onde:

V = Potencial elétrico
Ep = energia potencial
Q = Carga elétrica

Diferença de Potencial

U = vb - va

Onde,

U = diferença de potencial
va = potencial elétrico em a
vb = potencial elétrico em b

Saiba mais:

Eletrostática vs Eletrodinâmica

Enquanto a Eletrostática estuda as cargas elétricas sem movimento, a Eletrodinâmica estuda as cargas em movimento.

Eletrostática e Eletrodinâmica são, portanto, áreas de estudo da física que se dedicam a diferentes aspectos da eletricidade.

Além dessas áreas, há também o Eletromagnetismo, que estuda a capacidade da eletricidade em atrair e reprimir polos.

Exercícios de vestibular

1. (UDESC-2013) Duas esferas idênticas, A e B, feitas de material condutor, apresentam as cargas +3e e -5e, e são colocadas em contato. Após o equilíbrio, a esfera A é colocada em contato com outra esfera idêntica C, a qual possui carga elétrica de +3e. Assinale a alternativa que contém o valor da carga elétrica final da esfera A.

a) +2e
b) -1e
c) +1e
d) -2e
e) 0e

c) +1e

2. (UFRR-2016) Um plano retangular de área A, no sistema internacional (SI), é carregado com carga elétrica +Q, distribuída uniformemente em toda a superfície. Qual será a densidade de carga elétrica dessa região?

a) Valor variável em unidades de coulomb/m
b) +Q/A coulomb/m2
c) +Q coulomb/m4
d) -Q coulomb/m5
e) 10 Q coulomb/m

b) +Q/A coulomb/m2

3. (UEL-2011) O caráter hidrofóbico do poliuretano está associado à força de repulsão eletrostática entre as moléculas do material e as moléculas de água, fenômeno físico que ocorre entre corpos com cargas elétricas de mesmo sinal. É correto afirmar que a força de repulsão eletrostática

a) tem sentido contrário à força de atração eletrostática entre corpos eletricamente neutros
b) é maior entre dois corpos com mesma carga elétrica +Q do que entre dois corpos com mesma carga elétrica -Q
c) será duas vezes maior se a distância entre os corpos carregados for reduzida à metade
d) aumenta com o quadrado da distância entre corpos eletricamente carregados
e) é diretamente proporcional à quantidade de carga para corpos eletricamente carregados.

e) é diretamente proporcional à quantidade de carga para corpos eletricamente carregados.

Rosimar Gouveia
Rosimar Gouveia
Bacharelada 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.