Planejativo

Carga elétrica

Força elétrica (Lei de Coulomb)

Campo elétrico e Linhas de força

Potencial elétrico, Trabalho e Energia

Condutor esférico e Capacitância

Corrente e Potência elétrica

Leis de Ohm

Associação de Resistores

Geradores elétricos

Leis de Kirchhoff e Ponte de Wheatstone

Capacitores

Eletromagnetismo: Visão geral, Imã e Regra da mão direita

Campo magnético

Força Magnética e regra da mão esquerda

Indução Eletromagnética (Lei de Lenz)

Lei de Faraday e Variação do fluxo magnético

Gerador de corrente alternada e Transformadores

Efeito fotoelétrico

Teoria da relatividade

Física quântica

Processos de eletrização

Receptores elétricos

Alguns pontos-chave dessa matéria para o ENEM que devem ser levados em conta ao estudarmos são:

Um breve mapa mental com alguns conceitos de Carga Elétrica. Fonte na própria imagem.

A eletrostática é o ramo da física que estuda os fenômenos relacionados às cargas elétricas em repouso. Esses fenômenos envolvem a interação entre cargas elétricas, a distribuição das cargas em superfícies e a indução eletrostática. A eletrostática é fundamental para compreender o comportamento das cargas elétricas e suas interações no mundo que nos rodeia, sendo aplicada em diversas áreas, como eletrônica, engenharia e até mesmo biologia.

Para iniciar nossos estudos de eletrostática, é essencial começar pelo conceito de carga elétrica. A carga elétrica é uma propriedade fundamental das partículas subatômicas, como os prótons e elétrons. Os prótons possuem carga elétrica positiva, enquanto os elétrons têm carga elétrica negativa. A unidade básica de carga elétrica é o coulomb (C).

As cargas elétricas interagem entre si por meio das forças eletrostáticas, que são regidas pela Lei de Coulomb. Essa lei estabelece que a força entre duas cargas é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. Além disso, as cargas de mesmo sinal se repelem, enquanto as cargas de sinais opostos se atraem.

Ao compreender o conceito de carga elétrica e suas interações, é possível explorar outros tópicos importantes da eletrostática, como a eletrização, o campo elétrico, o potencial elétrico e a capacitância.

Prótons, elétrons e nêutrons são partículas subatômicas que compõem os átomos, que são os blocos básicos da matéria. Essas partículas possuem propriedades e funções distintas nos átomos:

A carga elétrica se relaciona diretamente com prótons e elétrons, pois são as partículas que possuem cargas opostas. A carga elétrica total de um átomo neutro é zero, uma vez que o número de prótons (carga positiva) e elétrons (carga negativa) é igual, resultando em um equilíbrio entre as cargas.

Os nêutrons, por outro lado, não possuem carga elétrica e, portanto, não contribuem diretamente para a carga elétrica de um átomo. No entanto, eles desempenham um papel importante na estabilidade do núcleo atômico, uma vez que ajudam a manter os prótons juntos, apesar da repulsão eletrostática entre eles.

As cargas elétricas elementares são as menores cargas possíveis que podem ser encontradas na natureza e estão associadas às partículas subatômicas, como prótons e elétrons. Essas cargas elementares são fundamentais para o estudo da eletrostática e da eletricidade.

Os prótons possuem uma carga elétrica elementar positiva, enquanto os elétrons possuem uma carga elétrica elementar negativa. Essas cargas são iguais em magnitude, mas opostas em sinal. A unidade de medida da carga elétrica é o coulomb (C), e a carga elétrica elementar é representada pelo símbolo "e". O valor da carga elétrica elementar é aproximadamente:

Então, um próton tem uma carga de aproximadamente +1,6 × 10⁻¹⁹ C, e um elétron tem uma carga de aproximadamente -1,6 × 10⁻¹⁹ C. Vale lembrar que, devido à sua natureza quantizada, a carga elétrica só pode existir em múltiplos inteiros dessa carga elétrica elementar.

No contexto dos átomos, a carga elétrica total é determinada pelo equilíbrio entre o número de prótons e elétrons. Em um átomo neutro, o número de prótons e elétrons é igual, resultando em uma carga elétrica líquida de zero. No entanto, quando um átomo ganha ou perde elétrons, torna-se um íon com carga elétrica líquida diferente de zero.

Ao estudar as cargas elétricas elementares, é possível compreender as interações eletrostáticas entre partículas carregadas, bem como explorar fenômenos relacionados à eletricidade e ao magnetismo. Esses conceitos são essenciais para a física e têm inúmeras aplicações práticas em áreas como eletrônica, engenharia e ciências da vida.

O cálculo das cargas elétricas é fundamental para entender a interação entre partículas carregadas e a intensidade das forças eletrostáticas que agem entre elas. A carga elétrica é quantizada, o que significa que ela só pode existir em múltiplos inteiros da carga elétrica elementar (e).

A fórmula geral para o cálculo da carga elétrica (Q) é:

Essa fórmula pode ser aplicada tanto a prótons quanto a elétrons. No caso dos prótons, a carga elétrica é positiva (+e), e no caso dos elétrons, a carga elétrica é negativa (-e). Para calcular a carga elétrica total de um conjunto de partículas, basta somar as cargas elétricas individuais de cada partícula.

Por exemplo, imagine que temos 4 prótons e 3 elétrons. A carga elétrica total pode ser calculada da seguinte forma:

Q = (4 × +e) + (3 × -e) = (+4e) + (-3e) = +e

Então, a carga elétrica total desse conjunto é igual à carga elétrica elementar positiva, ou seja, aproximadamente +1,6 × 10⁻¹⁹ C.