Qual o conceito de carga elétrica?

A unidade mais básica da matéria era um átomo, e foi provado que um átomo não pode ser quebrado em pedaços menores. Mais tarde, foi provado que um átomo pode ser dividido em elétrons, prótons e nêutrons. Elétron e Próton são as cargas negativas e positivas, respectivamente. A presença dessas cargas também pode ser vista e percebida na vida cotidiana. Por exemplo, se uma escala / balão é esfregado no cabelo seco, ou mantido próximo a ele, ele começa a atrair aqueles fios de cabelo. Isso se deve ao fato de que um balão e cabelo seco têm cargas opostas. 

História da Carga Elétrica

A palavra eletricidade veio da palavra elétron, que veio de uma palavra grega chamada “Elecktron” que significa âmbar em grego. Em 1600, William Gilbert, um filósofo mencionou “O Efeito Âmbar” em seu livro, que explicava como o mineral Âmbar usado para fazer joias continua recebendo pequenas fibras de tecido que o tornam difícil de usar como ornamento.

Mais tarde, no século 18, Benjamin Franklin conduziu experimentos e deduziu que existiam cargas, e as denominou como positivas e negativas. O conceito de cargas entrou completamente em cena depois que as baterias foram introduzidas.

Carga elétrica

Carga elétrica é aquela propriedade da matéria que faz com que a matéria experimente uma certa força quando colocada em um campo elétrico. Cargas estáticas produzem Campo Elétrico e quando essas cargas começam a se mover e se tornam dinâmicas, elas produzem um campo magnético também, a carga em movimento é responsável pela produção de eletricidade também, para ser preciso, é o movimento dos elétrons que produz a eletricidade.

Unidade de Carga

A unidade SI de carga elétrica é Coulomb e é representada como 'C'. O valor presente em uma única carga (seja positiva ou negativa) é 1,6 × 10 -19 C.

Fórmula

Se a carga que flui dentro de um circuito que produz corrente elétrica precisa ser calculada, a fórmula usada para a mesma será, 

q = I × T

Onde, I = corrente fluindo dentro do circuito

T = Tempo pelo qual a corrente está fluindo.

Definindo 1 carga de Coulomb

1 Coulomb de carga pode ser definida como a quantidade de carga transferida em um segundo.



Tipos de carga elétrica

Existem apenas dois tipos de cargas elétricas presentes, carga positiva e carga negativa. Ambos têm a mesma quantidade de carga presente neles, mas com sinais opostos. 

Carga positiva 

Cargas positivas também são conhecidas como prótons e as linhas de campo elétrico saem da carga positiva. A carga presente em um próton é 1,6 × 10 -19 C. Se um objeto é carregado positivamente, pode-se concluir que o objeto tem mais prótons que elétrons.

Qual o conceito de carga elétrica?

Linhas de campo elétrico saindo de uma carga positiva

Carga negativa

Cargas negativas também são conhecidas como elétrons. As linhas do campo elétrico vêm do infinito dentro de uma carga negativa. A quantidade de carga presente em um electrão é -1,6 x 10 -19 C . Se um objeto é conhecido por ter carga negativa, isso significa que o objeto tem mais elétrons do que prótons.

Linhas de campo elétrico mostradas em uma carga negativa

Observação:

Uma das propriedades importantes da carga elétrica afirma que cargas semelhantes (carga positiva e positiva, ou carga negativa e negativa) se repelem, enquanto cargas diferentes (carga positiva e negativa) se atraem.

Propriedades da carga elétrica

  • Aditividade de cargas elétricas

Em um sistema isolado, a carga total presente dentro do sistema é a soma algébrica de todas as cargas presentes (lembre-se de que o sinal da carga deve ser levado em consideração durante a adição).

Q = q 1 + q 2 + q 3 +… .. q n

  • Conservação de Cargas

Diz-se que as cargas são sempre conservadas. Isso significa que as cargas não podem ser criadas nem destruídas. As cargas podem ser transferidas de um corpo para outro e podem fluir em circuito fechado.

  • Quantização de Carga

As cargas elétricas não podem ser definidas em decimais. Eles estão sempre presentes como o múltiplo integral deles. Portanto, em qualquer sistema, as cobranças são definidas como, 

q = ne

Onde, n = números inteiros

e = valor da carga (1,6 × 10 -19 C)

Lei de Coulomb

A Lei de Coulomb é usada para definir a Força entre duas cargas. Duas cargas podem ter uma força de atração ou uma força de repulsão entre elas.

Digamos que existem duas cargas colocadas a uma distância de 'r'. As cargas são nomeadas q1 e q2, e são cargas estacionárias colocadas no vácuo / Espaço Livre, 

Força será definida como,

Qual o conceito de carga elétrica?

Onde,

Qual o conceito de carga elétrica?
é uma constante


Qual o conceito de carga elétrica?

Aqui, ε o = 8,854 × 10 -12 C 2 / Nm 2

Força entre duas cargas q 1 e q 2 quando são colocadas em qualquer outro meio que não o Espaço Livre,

Qual o conceito de carga elétrica?

Onde, ε = permissividade absoluta

Se a razão entre a força no espaço livre e a força no meio for retirada, a relação entre a permissividade absoluta e a permissividade relativa ( ε r ) é encontrada,

 ε / ε o = ε r

 ε r = permissividade relativa ou constante dielétrica

Problema de amostra

Pergunta 1: Quantos elétrons estão presentes em 1 Coulomb de carga?

Solução:

Em um único elétron, a carga é igual a 1,6 × 10 -19 C

1,6 × 10-19 C = 1 elétron

1C = 1 / (1,6 × 10 -19 ) elétrons

1C = 0,625 × 10 19 elétrons

1C = 6,25 × 10 18 elétrons

Pergunta 2: A carga elétrica é uma quantidade escalar ou uma quantidade vetorial?

Responder:

A carga elétrica é uma quantidade escalar e isso significa que a carga elétrica tem magnitude, mas nenhuma direção. A propriedade de aditividade da carga elétrica é uma boa maneira de provar que as cargas são escalares por natureza. A soma algébrica não leva em consideração as direções de qualquer carga colocada no sistema.

Pergunta 3: Quantos prótons estão presentes em 10 C de carga?

Solução:

De acordo com a Quantização de Carga,

Q = ne

Q = 10C, n = número de prótons, e = 1,6 × 10-19 C

10 = n × 1,6 × 10 -19

n = 625 × 10 17 prótons.

Pergunta 4: Em um sistema, as cargas presentes são + 5C, -7C, + 1C, + 9C, -15C. Qual é a carga total do sistema?

Solução:

De acordo com a propriedade Aditividade de cargas elétricas,

Q = q 1 + q 2 + q 3 + q 4 + q 5

Q = + 5C+ (-7C) + 1C+ 9C+ (-15C)

Q = -7C

Pergunta 5: Duas cargas + 5C e + 3C são colocadas a 1 metro de distância no Espaço Livre. Encontre a Força agindo sobre eles e declare o tipo de força também.

Solução:

A força agindo em + 5C e + 3C no espaço livre é dada por,

Qual o conceito de carga elétrica?

Visto que as cargas + 5C e + 3C são de natureza semelhante, ou seja, ambas são positivas, logo, a força que atua entre elas é a Força Repulsiva.

Como surgiu o conceito de carga elétrica?

Como o nome do âmbar, em grego, assemelhava-se a elektron, chamou-se esse fenômeno de fenômeno elétrico. A propriedade responsável pelo fenômeno recebeu o nome de carga elétrica (Q). Já no século XVIII, descobriu-se que a propriedade de atração podia ser transmitida de um corpo a outro através do contato.

O que e uma carga elétrica Brainly?

Carga elétrica é a propriedade física da matéria que faz com que ela experimente uma força quando colocada em um campo eletromagnético. As cobranças podem ser positivas e negativas: Explicação: Carga positiva, geralmente carregada por prótons (carga positiva).

Como e formada a carga elétrica?

Elétrons – Partículas de carga negativa localizadas na eletrosfera; Nêutrons – Partículas de carga neutra que, assim como os prótons, constituem o núcleo do átomo. A atração ou repulsa dos corpos depende da natureza da carga elétrica: Corpos com cargas de mesma natureza (ou sinal) – Se repelem.