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

Veja também: Carga Elétrica: Exercícios

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

Veja também: Lei de Coulomb - Exercícios

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.

Veja também: Força Elétrica

Rosimar Gouveia
Rosimar Gouveia
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.