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Toda matéria é composta por átomos. No centro dos átomos (núcleo), há prótons com carga positiva e nêutrons sem carga. Ao redor do núcleo, orbitam elétrons com carga negativa. As cargas elétricas são propriedades fundamentais dessas partículas. A carga elétrica é quantizada (existe em múltiplos da carga elementar, e = 1,6 × 10⁻¹⁹ C) e conservada (não se cria nem se destrói, apenas se transfere).

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Estudo sobre corpos eletricamente carregados

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Estudo sobre corpos eletricamente carregados

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Agora que sabemos o que é carga elétrica, aplicamos esse conceito aos corpos macroscópicos, entendendo que eles podem acumular cargas e assim interagir com outros corpos eletricamente.

Um corpo está eletricamente carregado quando há desequilíbrio entre o número de prótons e elétrons. Se há mais elétrons, o corpo está negativamente carregado; se há mais prótons, está positivamente. Caso haja equilíbrio, o corpo está neutro.

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Para que um corpo esteja carregado, algo deve acontecer. Os tipos de eletrização explicam como os corpos ganham ou perdem elétrons, aprofundando o entendimento prático do conceito anterior.

Um corpo pode ser eletrizado (adquirir carga elétrica) de três formas principais:

Eletrização por atrito: ocorre quando dois materiais diferentes são esfregados, havendo transferência de elétrons.

Eletrização por contato: acontece quando um corpo carregado encosta em outro, transferindo parte da carga.

Eletrização por indução: é a eletrização sem contato direto, onde um corpo carregado aproxima-se de um corpo neutro, provocando a separação de cargas neste.

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Após compreender como cargas se distribuem nos corpos, estudamos como elas influenciam o espaço ao seu redor. O campo é a maneira de “sentir” essa influência antes mesmo de uma interação direta.

Toda carga elétrica gera, ao seu redor, um campo elétrico — uma região do espaço onde outras cargas sofrem influência. O campo elétrico é uma grandeza vetorial representada por linhas que mostram a direção e o sentido da força que uma carga de teste positiva sofreria se colocada naquele ponto. Quanto mais próximas as linhas, mais intenso o campo.

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Estudo sobre interação entre campos elétricos

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Estudo sobre interação entre campos elétricos

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Agora que sabemos o que é um campo, investigamos o que acontece quando vários campos coexistem. Essa etapa é crucial para entender situações mais realistas, onde múltiplas cargas estão presentes.

Quando dois ou mais campos se encontram, eles interagem formando um campo resultante. Isso explica o comportamento de cargas em sistemas mais complexos.

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Estudo sobre força elétrica e a interação entre cargas elétricas

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Estudo sobre força elétrica e a interação entre cargas elétricas

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Ao compreender que os campos se combinam, passamos a calcular a força resultante que uma carga exerce sobre outra, usando as informações sobre o campo elétrico gerado.

Cargas exercem força umas sobre as outras à distância. A intensidade dessa força é dada pela Lei de Coulomb. A força pode ser de atração (cargas de sinais opostos) ou repulsão (mesmo sinal).

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Estudo sobre a movimentação de cargas elétricas devido à interação com outra carga elétrica

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Estudo sobre a movimentação de cargas elétricas devido à interação com outra carga elétrica

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Depois de entender que cargas interagem por meio de forças, agora exploramos as consequências disso — o movimento de cargas, que é a base do funcionamento de circuitos elétricos.

Quando uma carga está imersa em um campo elétrico, ela sofre uma força que pode fazê-la se mover. . Em condutores, esse movimento ordenado de cargas (elétrons) é o que chamamos de corrente elétrica.

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Estudo sobre potencial elétrico e linhas de campo

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Estudo sobre potencial elétrico e linhas de campo

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Uma vez que cargas se movem nos campos, é importante entender a energia envolvida nesse movimento. O potencial nos permite calcular o trabalho necessário ou realizado por uma carga ao se deslocar no campo.

O potencial elétrico em um ponto do espaço é a energia potencial elétrica por unidade de carga colocada nesse ponto. Ele representa a “capacidade” de realizar trabalho sobre uma carga. Linhas equipotenciais são superfícies onde o potencial elétrico é constante e são sempre perpendiculares às linhas de campo.

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Estudo do trabalho da força elétrica e a movimentação das cargas nos campos elétricos

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Estudo do trabalho da força elétrica e a movimentação das cargas nos campos elétricos

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O potencial elétrico nos deu a “altitude” energética. Agora usamos isso para calcular o trabalho necessário para mover uma carga.

Quando uma carga se move dentro de um campo elétrico, a força elétrica realiza trabalho sobre ela. Esse trabalho depende da diferença de potencial entre os pontos inicial e final e da carga envolvida. A energia elétrica associada a esse trabalho é a base para o funcionamento de dispositivos elétricos.