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Eletricidade
Corrente elétrica

O que é uma carga elétrica?

O que é uma carga elétrica?

Uma carga elétrica é uma propriedade física que determina a capacidade dos corpos de serem uma fonte de campos eletromagnéticos. Este tipo de partículas tem a capacidade de interagir entre si gerando forças de repulsão e atração devido ao campo eletromagnético que geram.

A unidade de carga elétrica no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o Coulomb: uma carga elétrica que passa pela seção transversal de um condutor com uma corrente de 1 ampere por 1 segundo.

A carga elétrica de um corpo é uma propriedade invariavelmente relativística. Ela não depende do referencial, o que significa que não depende se essa carga está em movimento ou em repouso.

O princípio da conservação de carga afirma que a quantidade de carga elétrica em um sistema isolado não é criada nem destruída.

Fenômenos elétricos são fenômenos envolvendo cargas elétricas. As duas ciências que estudam esses fenômenos na física são:

  • A eletrostática estuda o efeito de cargas pontuais em repouso.

  • A eletrodinâmica estuda o efeito de cargas elétricas em movimento.

O que é uma carga elétrica?

Tipos de cargas elétricas

Existem dois tipos de cargas elétricas:

  • prótons carregados positivamente. Objetos que têm uma carga positiva têm um número maior de prótons do que de elétrons.

  • elétrons carregados negativamente. Elementos que têm carga negativa têm um número maior de elétrons do que prótons.

Prótons e elétrons são as duas menores cargas elétricas que foram observadas separadamente. Ao lado do nêutron (que não tem carga) estão as subpartículas que compõem os átomos.

O que é uma carga elétrica elementar?

Uma carga elementar é a menor carga elétrica que pode existir na natureza. Este valor de uma carga elementar “e” corresponde à carga de um próton ou de um elétron com valor de 1,60217653 × 10 -19 C. Por esta razão, a carga elétrica só ocorre em múltiplos inteiros da carga elementar e .

Cargas que não são múltiplos de e só ocorrem em quarks . São partículas elementares, cuja carga é um múltiplo de e/3. No entanto, os quarks nunca foram observados separadamente.

O elétron

O elétron é uma partícula subatômica que tem uma massa de repouso de 9,10938356 × 10 -31   kg, igual a cerca de 1/1836 da massa do próton.

Dentro de um átomo, os elétrons parecem estar se movendo ao redor do núcleo.

O próton

O próton, juntamente com o nêutron, faz parte do núcleo dos átomos. O número atômico ( Z ) a partir do qual os elementos químicos são classificados na tabela periódica indica o número de prótons que um átomo possui.

O próton é estável por si só. Um próton livre tende a se associar a um elétron e se tornar hidrogênio neutro.

Lei das cargas elétricas: Forças eletrostáticas

A lei de Coulomb expressa a atração ou repulsão de objetos carregados em repouso. Cargas de mesmo sinal se repelem por forças elétricas e as de sinal oposto se atraem. Cargas elétricas podem causar:

  • Um campo elétrico, independentemente do seu estado de movimento.

  • Um campo magnético, se eles se movem formando uma corrente elétrica. Um campo magnético exerce uma força de Lorentz sobre uma carga na direção do campo. Esta é a causa do fenômeno da indução, descrito pela lei de Faraday.

Tensão e capacidade de cargas elétricas

A força repulsiva entre duas cargas elétricas diminui com o quadrado da distância entre as partículas. Ao adicionar partículas carregadas a um condutor elétrico, a distância entre as partículas diminui. Portanto, mais energia é necessária para adicionar uma carga adicional. Este é o potencial elétrico ou tensão do condutor, expresso em volts (V).

Capacitores elétricos são usados ​​para armazenar energia. Esses elementos fazem uso da força atrativa entre partículas de cargas opostas em dois condutores próximos para compensar a força repulsiva de partículas igualmente carregadas dentro de cada condutor.

A carga também pode ser armazenada em uma esfera de metal isolada do solo. A quantidade máxima de carga em esferas eletricamente carregadas depende linearmente do tamanho dessa esfera.

Autor:
Data de Publicação: 30 de agosto de 2019
Última Revisão: 10 de março de 2022