ELETROSTÁTICA: UM ESTUDO SOBRE O INÍCIO DA ELETRICIDADE

1.  RESUMO

Este artigo científico aborda uma metodologia do gênero de revisão bibliográfica, em forma de pesquisa qualitativa e explica de forma sucinta a eletrostática, um ramo da física, que estuda a eletricidade, suas propriedades e o comportamento das cargas elétricas  em repouso. Proporciona como resultado final, uma leitura agradável através de fatos históricos, que vai desde uma breve história sobre o início da eletricidade e seus principais cientistas até a revisão das propriedades da eletrostática, como a carga elétrica, a eletrização, a força elétrica, o campo elétrico e o potencial elétrico. Mostra como a ciência é magnífica e é um processo de acúmulo de conhecimento compartilhado entre os homens através dos séculos.

Palavras-chave: Carga elétrica. Força elétrica. Campo elétrico. Potencial elétrico.

ABSTRACT

This scientific article approaches a methodology of the genre of literature review, in the form of qualitative research and briefly explains electrostatics, a branch of physics that studies electricity, its properties and the behavior of electrical charges at rest. It provides, as a final result, a pleasant reading through historical facts, ranging from a brief history about the beginning of electricity and its main scientists to a review of the properties of electrostatics, such as electric charge, electrification, electric force, the field electric and the electric potential. It shows how magnificent science is and how it is a process of accumulating knowledge shared between men through the centuries.

Keywords: Electric charge. Electric force. Electric field. Electric potential.

2. INTRODUÇÃO

Descrever, demonstrar e apresentar através de revisões bibliográficas, como a eletrostática, um ramo da física, evoluiu através dos séculos e os principais cientistas que contribuíram para o desenvolvimento desta ciência.

Este artigo científico, propõe uma abordagem sobre os principais tópicos da eletrostática, através de revisões bibliográficas, onde são apresentadas seus principais conceitos e definições, além é claro, as equações algébricas que tornaram possível o cálculo desta magnífica ciência, que é o princípio da eletricidade.

Como a ciência é a cooperação entre pessoas através dos séculos, será demonstrado como o comportamento das cargas elétricas em repouso, como a força eletrostática e o campo eletrostático, tornaram-se fundamentos primordiais importantes para que cientistas de vanguarda aplicassem suas teorias para o desenvolvimento da eletricidade, na qual sem ela, o mundo seria completamente diferente.

Tem como justificativa principal, o fato da ciência auxiliar no progresso da humanidade, solucionando diversos problemas complexos que venham surgir.

Não existe aqui, a pretensão de tornar a eletrostática, um ramo da física, uma ciência agradável aos olhos dos estudantes e dos leigos, mas sim, de demonstrar que ela teve um papel importante para a ciência e para a evolução da humanidade.

3. METODOLOGIA

Este artigo científico foi realizado por meio de uma abordagem qualitativa e tratou-se de pesquisa do gênero de revisão bibliográfica, tendo como objetivo uma pesquisa explicativa, onde o tema "ELETROSTÁTICA: UM ESTUDO SOBRE O INÍCIO DA ELETRICIDADE”, foi abordado de forma que um leigo no assunto, possa compreender com clareza e até aprofundar-se, pois a ciência é um dos objetos de estudo mais magnífico que existe.

Tendo como foco principal, a eletrostática, um ramo da física pouco compreendida entre os estudantes de ensino médio e até de cursos superiores. Dentre os principais destaques na abordagem do tema, o principal foco deste artigo foi o comportamento das cargas elétricas em repouso e suas principais propriedades.

Escolheu-se uma abordagem qualitativa, por possuir um caráter mais exploratório e que induz as pessoas a uma reflexão da análise dos resultados, além de permitir uma investigação sobre fatos históricos que compõem este artigo científico; também valoriza o entendimento em cima de explicações e exemplos concretos.

Realizou-se uma busca de artigos e livros pertinentes ao assunto no Google, no Google Acadêmico, no acervo particular do autor e na biblioteca virtual da instituição de ensino superior UNINTER, com a qual se tinha vínculo na ocasião deste trabalho acadêmico.

As pesquisas foram selecionadas de acordo com a estrutura do artigo ou dos subtítulos que compõem este artigo. Em razão da quantidade de assuntos repetidos e quase sem nenhuma relevância para o artigo, foi utilizado o critério de cada subtítulo ter uma biografia interessante e sem muita demagogia para complementar a pesquisa.

As pesquisas selecionadas que complementam este artigo em forma de livros são: Junior (1982), Gussow (1997), Bonjorno et al. (1999), Torres (2002), Markus (2003), Valio et al. (2013), Ferreira (2017), Luz & Álvares (2013), Godoy et al. (2020).

Já para as pesquisas selecionadas que complementam este artigo em forma de sites são: Anjos (2022), Dias (2022), Ferraro (2022), Helerbrock (2022), Magalhães (2022), Matos (2022), Me Salva (2022), Petrin (2022), Roque (2022), Tecmundo (2022), Wikipédia (2022).

Procurou-se compreender como os pesquisadores abordaram o tema pesquisado e quais informações eles apresentaram sobre as possíveis soluções. Realizou-se uma leitura aprofundada dos artigos, livros e sites, observando as contribuições desses autores sobre o tema "ELETROSTÁTICA: UM ESTUDO SOBRE O INÍCIO DA ELETRICIDADE ". Identificou-se também no que os autores concordavam e no que apresentavam propostas diferentes.

4. BREVE HISTÓRIA DA ELETRICIDADE: O INÍCIO DE UMA NOVA CIÊNCIA

A eletricidade, como é vista hoje no mundo moderno, percorreu um longo caminho através dos séculos para ser dominada pelo homem. Graças a curiosidade humana pela natureza e seus efeitos diretos que incidem sobre o homem, a eletricidade é a responsável por inserir o homem no mundo moderno, com facilidades jamais pensadas em tempos remotos.

Para Anjos (2022), a história da eletricidade, teve seu início através do filósofo grego Thales de Mileto, na Grécia Antiga,  século VI a.C. “Após descobrir uma resina vegetal fóssil petrificada chamada de âmbar (elektron em grego), esfregou-a com pele e lã de animais e pode então observar seu poder de atrair objetos leves como palhas e penas”.

Dessa observação prática de atração dos corpos, nascia então, o processo de eletrificação (eletrização), uma nova ciência que transformaria de vez a vida do homem, que séculos adiante teria o nome de eletrostática.

Alguns cientistas notáveis, acrescentaram novos estudos sobre a eletrização dos corpos e tiveram participação fundamental neste novo processo, dentre eles destaca-se o físico e médico inglês Willian Gilbert (1544 – 1603). De acordo com Matos (2022), no início do século XVII, Gilbert publicou estudos sobre polo magnético, força elétrica e resistência, além de resgatar a origem da palavra eletricidade, que deriva do latim electrum, que significa âmbar dos gregos antigos. A partir deste fato histórico, deu-se início a diversos estudos sobre a eletrificação dos corpos ou eletrostática.

Para o site tecmundo (2017), o físico alemão Otto von Guericke (1602 – 1686), foi o primeiro notável a conciliar a prática com a teoria e em 1650, construiu a primeira máquina eletrostática que servia como gerador, basicamente era uma bola de enxofre que gerava atrito com a terra seca. Guericke, também foi notabilizado pelos seus estudos sobre o vácuo e a eletrostática.

Figura 1 – Gravura de Otto von Guericke e o primeiro gerador eletrostático.

Fonte: TECMUNDO (2017).

Finalizando com o site wikipédia (2022), passados meio século, o físico inglês Stephen Gray (1666 – 1736), através de experimentos, descobriu a eletrização por indução, “onde era possível transferir para outros corpos a eletricidade produzida no vidro, por atrito, através de um grupo de materiais”.  Por fim, explicou os diversos tipos de materiais que podem ser condutores ou isolantes na eletricidade.

Como a ciência é o acúmulo de conhecimento e a cooperação entre os homens através dos séculos, muitos cientistas notáveis não foram citados por se tratar de um breve relato do início da eletricidade, mais precisamente da eletrostática.

5. ESTRUTURA DE UM ÁTOMO

De acordo com Torres (2002, p.2 e 3), Demócrito (460 – 370 a.C.), antigo filósofo grego, “criou a teoria de que todos os corpos existentes eram formados pela junção de inúmeras minúsculas partículas, invisíveis ao olho humano, chamada átomos”. A forma dos infinitos corpos existentes no universo, nada mais é, do que a junção dos átomos, ou seja, dois objetos de mesma massa, podem ser totalmente dissemelhantes em razão do processo no qual os átomos estão agrupados. Segundo a teoria de Demócrito, o átomo era a menor parte da matéria e não podia ser dividido.

Segundo Dias (2022), o físico e químico neozelandês Ernest Rutherford (1871 – 1937), apresentou para a comunidade científica no ano de 1911, seu modelo atômico, conhecido como modelo do sistema solar, no qual os átomos não eram partículas sólidas indivisíveis e que possuíam um grande espaço vazio.

Figura 2 – Modelo atômico de Rutherford-Borh.

Fonte: BATISTA (2022).

Batista (2022) explica que, “ a estrutura do átomo é composta por três partículas fundamentais: prótons (com carga positiva), nêutrons (partículas neutras) e elétrons (com carga negativa).

No núcleo do átomos estão os prótons e os nêutrons e na sua eletrosfera está o elétron, uma partícula que quando se movimenta de um átomo para o outro, produz a eletricidade.

Magalhães (2022) completa o assunto explicando que, atualmente o modelo atômico conhecido é o de Rutherford-Borh. Sucedendo o trabalho de Rutherford, o físico dinamarquês Niels Henry David Bohr (1885 – 1962), descobre que o elétron emite energia e que quanto mais afastado do núcleo do átomo, maior é sua energia.

Finalizando com Torres (2002), como na natureza todos os elementos procuram o equilíbrio; quando um átomo está com falta de elétrons e outro átomo está com excesso de elétrons, a transferência destes elétrons de um átomo para o outro, é realizada de forma automática através de uma força de atração, ocasionando assim, um fluxo de elétrons que circula em um condutor ou qualquer meio que possa servir de transporte para os elétrons, produzindo desta forma a corrente elétrica.

6. CARGAS ELÉTRICAS

Para Ferreira (2017, p.42 e 43), o estudo da eletrostática avançou com as pesquisas sobre cargas elétricas carregadas do químico francês Charles Du Fay (1698 – 1739). Du Fay “demonstrou que objetos carregados se atraíam em certas situações e se repeliam em outras”, através desta demonstração ficou comprovado a existência de dois tipos de cargas elétricas, as cargas positivas, também conhecida de vítrea e as cargas negativas, também conhecida como resinosa, através deste estudo observou-se que, cargas elétricas de sinais contrários se atraem e cargas elétricas de sinais iguais de repelem.

Completando o assunto, Ferreira (2017 p.42 e 43) afirma que, o químico francês dividiu os materiais em elétricos e não elétricos, devido a capacidade de atrair e adquirir elétrons de outros corpos eletrizados.

Gussow (1997, p.4 e 5) explica que, determinados átomos são capazes de ceder ou receber elétrons e que quando esta transferência de elétrons acontece, a distribuição de cargas iguais positivas e negativas dentro de um átomo deixa de existir. Portanto, se um corpo possui o mesmo números de cargas positivas e negativas, ou seja, o mesmo número de prótons e elétrons, diz-se que o corpo possui cargas iguais ou é um corpo eletricamente neutro; caso um corpo possua mais elétrons que o outro, este corpo terá excesso de elétrons e falta de prótons e terá uma carga elétrica de polaridade negativa. O mesmo acontece se a situação se inverter, ou seja, caso um corpo possua menos elétrons do que o outro, este corpo terá falta de elétrons e excesso de prótons e terá uma carga elétrica de polaridade positiva.

Luz & Álvares (2013, p.24), reforça o assunto descrevendo que “quando um corpo está eletrizado, ele possui um excesso de prótons (carga positiva) ou um excesso de elétrons (cargas negativa), analisando desta maneira, como medir o valor da carga elétrica.

Júnior et al. (1982, p.12), definiu carga elétrica puntiforme “como sendo o corpo eletrizado cujas dimensões são desprezíveis em relação as distâncias que as separam de outros corpos eletrizados”.

Helerbrock (2022), descreve que em 1909, o físico norte-americano Robert Andrews Millikan (1868-1953), realizou um experimento com gotículas de óleo para determinar com exatidão o valor numérico da carga elétrica e afirmou que o valor da carga de um elétron ou carga fundamental de um elétron é igual a 1,59 x 10^-19 C (Coulomb), este experimento ficou conhecido como “gota de óleo de Millikan” e através dele foi formulado o princípio da “Quantização da Carga”.

Luz & Álvares (2013, p.24) afirma que, “no Sistema Internacional (S.I.) a unidade de carga elétrica é denominada 1 Coulomb = 1C, em homenagem ao físico francês Charles Coulomb”. Quando um corpo possui uma carga elétrica de 1C, corresponde a estabelecer, que este corpo ganhou ou perdeu 6,25x10¹⁸ elétrons.

Continuando com Helerbrock (2022), "com base no módulo da carga fundamental, é possível descobrir qual é a quantidade de elétrons em falta ou em excesso para que um corpo apresente certa carga elétrica”, conforme demonstrado na equação 1 da quantização da carga elétrica.

                                                                           \(Q=n* ℮ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ Eq[1]\)

Onde:

Q = carga elétrica total [C];

n = número de elétrons em falta ou em excesso;

е = carga elétrica fundamental do átomo (1,6x10^-19 C).

Finalizando com Helerbrock (2022), utilizando a fórmula da quantização da carga elétrica, demonstrada na equação 1, pode-se calcular a quantidade de elétrons em falta ou excesso para produzir uma carga elétrica de 1C em um determinado corpo.

\(Q=n*℮\)

\(1=n*1,6*10^{-19}\)

\(n=\frac{1}{1,6*10^{-19}}\)

\(n=6,25*10^{18}\ elétrons\)

Verifica-se então, que para que um corpo fique carregado com 1C, é necessário que sejam removidos 6,25x10¹⁸ elétrons de seus átomos. Pode-se afirmar que 1C corresponde a uma quantidade de 6,25x10¹⁸ cargas elementares (elétrons) e que a carga elétrica de qualquer corpo é um múltiplo inteiro da carga fundamental, que vale 1,6x10^-19 C.

7. ELETRIZAÇÃO – PRINCÍPIOS DA ELETROSTÁTICA.

Segundo Markus (2003, p.6), pode-se “eletrizar um corpo com carga Q por meio da ionização dos seus átomos, isto é, retirando ou inserindo elétrons em suas órbitas, tornando-os íons positivos (cátions) ou íons negativos (ânions)”. Conclui-se então, que um processo de eletrização é a transferência de elétrons de um corpo para outro e que os processos básicos de eletrização dos corpos são: atrito, contato e indução.

7.1. Eletrização por atrito

Para Markus (2003, p.7), a eletrização por atrito acontece quando dois corpos de diferentes materiais são atritados, o calor gerado neste processo é capaz de realizar a transferência de elétrons de um corpo para o outro, ou seja, um corpo torna-se positivo (cedeu elétrons) e outro corpo torna-se negativo (recebeu elétrons).

Continuando com Markus (2003, p.7), caso um corpo eletrizado negativamente seja posto em contato com outro corpo neutro, o excesso de elétrons de um corpo negativo será transferido para o outro corpo neutro, esse processo terminará quando o excesso de elétrons do corpo negativo seja igual ao número de elétrons do corpo neutro, esse processo é definido como equilíbrio estático dos corpos, ou seja, significa que os dois corpo agora estão com a mesma carga elétrica.

Conclui-se então que, na eletrização por atrito os corpo encontram-se carregados com cargas elétricas de sinal contrário, mas com o mesmo módulo. Para saber qual corpo encontra-se positivamente carregado ou negativamente carregado, deve-se consultar uma tabela chamada de série triboelétrica.

Figura 3 – Tabela parcial dos materiais eletrizados da série triboelétrica.

Fonte: ME SALVA (2022).

7.2. Eletrização por contato

Segundo Godoy et al. (2020, p.52 e 53), “na eletrização por contato, os corpos devem ser condutores para que os elétrons tenham possibilidade de movimentação, passando de um corpo para o outro”. Neste processo de eletrização, um dos corpos deve estar carregado eletricamente no início do processo e quando estes dois corpos são postos em contato, suas cargas elétricas tendem a se distribuir entre eles.

7.3. Eletrização por indução

Valio et al. (2013, p.21) demonstra que “é possível eletrizar um corpo neutro sem ser por atrito ou contato”, a esse processo dá-se o nome de eletrização por indução. Aproximando um corpo eletrizado de um corpo neutro, ocorre um fenômeno descrito como indução eletrostática, que é a separação de cargas no corpo neutro. Conclui-se então que, “no final de uma eletrização por indução, os corpos envolvidos adquirem cargas de sinais opostos”.

8. FORÇA ELETROSTÁTICA – LEI DE COULOMB.

Bonjorno et al. (1999, p.438), descreve a lei de Coulomb como “a força de atração ou repulsão que aparece entre duas cargas puntiformes, isto é, entre as cargas de dois corpos eletrizados que possuem dimensões desprezíveis, quando colocados em presença um do outro”, ou seja, nas cargas elétricas de sinais opostos existe uma força elétrica de atração e nas cargas elétricas de sinais iguais existe uma força elétrica de repulsão.

Figura 4 – Interação exercida entre cargas elétricas.

Fonte: HELERBROCK (2022).

Segundo Godoy et al. (2020, p.54), no século XVIII, realizou-se experimentos

para determinar a intensidade da força exercida entre duas cargas elétricas. Utilizando uma balança de torção, o físico francês Charles Augustin de Coulomb (1736 – 1806), constatou “que a intensidade da força elétrica entre dois corpos de pequenas dimensões, carregados eletricamente, apresentava intensidade diretamente proporcional ao valor das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas”. O enunciado da lei de Coulomb, que relaciona essa força elétrica com a separação entre as cargas elétricas, está relacionado na figura 5.

Figura 5 – Representação gráfica da lei de Coulomb

Fonte: HELERBROCK (2022).

Essas proporcionalidades são apresentadas matematicamente na equação 2 e conhecida como lei de Coulomb.

\(F_e=\frac{k*|Q_A |*|Q_B |}{d^2} \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ Eq[2]\)

Onde:

F_e = força eletrostática [N];

|Q_A| e |Q_B| = módulo das cargas elétricas [C], onde os sinais significam de são forças de atração ou repulsão;

d = distância das elétricas [m];

k = constante de proporcionalidade do meio físico onde as cargas elétricas se encontram [Nm²/C²], no vácuo a constante eletrostática é de 9x10¹⁹ Nm²/C².

Figura 6 – Gravura da balança de torção de Coulomb de 1784.

Fonte: WIKIPÉDIA (2021).

9. CAMPO ELETROSTÁTICO

Godoy et al. (2020, p.58), explica que “o termo campo é utilizado na física para indicar as perturbações provocadas em determinada região do espaço em função de algum fenômeno ou processo físico”, logo, uma região do espaço que está sob influência de um fenômeno elétrico é autodenominada de campo elétrico.

Para Bonjorno et al. (1999, p.441), o conceito de campo elétrico ou campo eletrostático “pode ser melhor apresentado fazendo-se uma analogia do campo elétrico com o campo gravitacional criado pela Terra”, ou seja, devido a sua massa, o movimento de rotação da Terra cria em torno de si um campo gravitacional, que denominamos de vetor \(\vec{g}\), conhecido como vetor campo gravitacional ou vetor aceleração da gravidade. Quando um corpo qualquer é posto dentro deste campo gravitacional, o mesmo estará sujeito a força gravitacional deste campo.

Figura 7 -  Campo gravitacional da terra.

Fonte: PETRIN (2014).

A partir desta analogia, pode-se compreender melhor o conceito de campo de elétrico. Quando um determinado corpo está eletrizado, é criado em torno de si, um campo elétrico, devido a sua carga elétrica. Este processo é conhecido como a relação entre campo elétrico e força elétrica.

Figura 8 – Campo elétrico produzido por carga elétrica positiva e negativa.

Fonte: ROQUE (2022).

Quando a carga elétrica do campo é positiva, suas linhas de campo saem da carga e é denominada de campo divergente, já para carga elétrica negativa, suas linhas de campo chegam até a carga e é denominada de campo convergente. O vetor campo elétrico é representado matematicamente pela equação 3.

\(\vec{E}=\frac{\vec{F}}{q} \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ Eq[3]\)

Onde:

\(\vec{E}\) = vetor campo elétrico [N/C];

\(\vec{F}\) = vetor força elétrica [N];

q = carga elétrica do corpo [C].

Conclui-se então que, quando a carga elétrica q > 0, o vetor campo elétrico terá o mesmo sentido que o vetor força elétrica, e o inverso é verdadeiro, quando q < 0, o vetor campo elétrico terá sentido oposto ao vetor força elétrica, como ilustrado na figura 9.

Figura 9 – Sentido das cargas elétricas ao vetor força elétrica.

Fonte: FERRARO (2013).

As linhas de força criado pelo campo elétrico, são linhas imaginárias que quando desenhadas, o vetor campo elétrico é tangente em cada ponto e pode-se analisar o comportamento dessas linhas em quatro situações diferentes.

Figura 10 – Comportamento das linhas de campo elétrico.

Fonte: MARKUS (2003).

Na figura 10 acima, representa o comportamento das linhas de força em um campo elétrico e de acordo com Markus (2003, p.8), têm-se a representação de duas cargas de sinais opostos, as linhas de campo da carga positiva são divergentes e convergem para a carga negativa, está força entre cargas opostas é conhecida como força de atração. Já para as cargas de sinais iguais e positiva as linhas de força se divergem para ambas as cargas e para as cargas de sinais iguais e negativa as linhas de força se convergem para ambas as cargas. Por último exemplo, têm-se duas placas paralelas eletrizadas com sinais opostos, cria-se entre elas um campo elétrico uniforme, intitulada de linhas de campo paralelas.

A diferença entre campo elétrico e força elétrica, está esclarecida sucintamente na citação direta abaixo:

Quando duas cargas são colocadas próximas uma da outra, há uma interação entre elas, intermediada pelo campo elétrico. Essa interação se manifesta na forma de uma força, que pode ser atrativa ou repulsiva, dependendo do sinal da cargas. Não é o campo em si que gera a força elétrica, mas a interação entre os campos elétricos associados a duas ou mais cargas (VALIO et al. 2013, p.37).

Compreende-se universalmente, que a  intensidade do campo elétrico é maior quanto mais próximas estiverem as linhas de campo e menos intenso nas regiões mais afastadas.

9.1. Campo elétrico de uma carga pontual

 Para representar a equação matemática da intensidade um campo elétrico de uma carga puntiforme fixa, utiliza-se a seguinte expressão algébrica, conforme a equação 4.

\(E=k*\frac{|Q|}{d^2} \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ Eq[4]\)

Onde:

E = campo elétrico [N/C];

k = constante eletrostática no vácuo (9x10¹⁹ Nm²/C²);

Q = carga elétrica [C];

d = distância do ponto até a carga geradora [m].

Figura 11 – Campo elétrico de uma carga puntiforme fixa.

Fonte: BONJORNO, et al. (1999).

9.2. Campo elétrico de várias cargas pontuais

Quando várias cargas puntiformes fixas se encontram em um determinado ponto, cria-se o que chamamos de campo elétrico de várias cargas puntiformes fixas.

Figura 12 – Campo elétrico de várias cargas puntiformes fixas.

Fonte: BONJORNO, et al. (1999).

 Como cada carga elétrica cria o seu próprio campo eletrostático, o campo elétrico resultante \(\vec{E}\)_R será a somatória dos vetores do campo eletrostático de cada carga elétrica (Q₁, Q₂ e Q₃), como demonstrado na equação 5.

\(\vec{E}_R=\vec{E}_1+\vec{E}_2+\vec{E}_3 \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ Eq[5]\)

9.3. Campo elétrico de uniforme

Para Bonjorno, et al. (1999, p.449), em um campo elétrico onde as cargas elétricas são uniformes, suas linhas de força são retas paralelas igualmente espaçadas num mesmo sentido e o vetor campo elétrico \(\vec{E}\) é constante em todos os pontos do campo.

Figura 13 – Representação de um campo elétrico uniforme.

Fonte: BONJORNO, et al. (1999).

10. POTENCIAL ELÉTRICO

Em virtude da força do seu campo eletrostático, uma carga elétrica é capaz de realizar trabalho ao deslocar uma outra carga por atração ou repulsão. A capacidade de uma carga realizar trabalho é chamada de potencial. Quando uma carga for diferente da outra, haverá uma diferença de potencial entre elas. A soma das diferenças de potencial de todas as cargas do campo eletrostático é conhecida como força eletromotriz (f.e.m.) e a unidade fundamental de diferença de potencial é o volt [V] (GUSSOW, 1999, p.7).

Godoy et al. (2020) explica que, quando uma determinada carga de prova sofre um deslocamento, ou seja, realiza um trabalho [\(τ\)]. Este trabalho é uma variação de energia e essa variação é conhecida como energia potencial elétrica. Quando duplicamos esta carga, também duplicamos a intensidade do trabalho, que duplica a energia potencial elétrica e assim sucessivamente. A razão entre a quantidade carga e o trabalho realizada por essas cargas, é autodenominada de tensão elétrica ou diferença de potencial elétrico (ddp) e está demonstrada na equação 6.

\(U=\frac{τ}q \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ Eq[6] \)

Transformando para o Sistema Internacional (SI), a tensão elétrica é medida em volt [V], o trabalho é medido em joule [J] e a carga elétrica é medida em coulomb [C], a equação 6 sofrerá modificações e permanecerá conforme está demonstrado na equação 7.

\(1V=\frac{1J}{1C} \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ Eq[7]\)

Continuando com Godoy et al. (2020), a unidade da tensão elétrica ou diferença de potencial é uma homenagem ao físico italiano Alessandro Volta (1745 – 1827), o primeiro inventor da pilha ou bateria, que permitia alimentar um circuito elétrico por um determinado tempo. Quando encontramos uma bateria de 1,5V, a mesma significa que, efetuar uma ligação entre seus polos, as forças elétricas realizaram um trabalho de 1,5J quando deslocarem 1C de carga de um polo para o outro.

11. CONCLUSÃO

Este artigo científico demonstra que, com uma investigação de fatos históricos e através de revisões bibliográficas, a eletrostática, esse ramo da física que deu início a eletricidade e é incompreendida por uma parcela significativa de estudantes do ensino médio e até de estudantes de ensino superior, propiciou ao mundo o início de nova era e de uma nova ciência.

A ideia deste artigo científico, foi de explicar, como a ciência é o acúmulo de conhecimento e a cooperação entre os homens através dos séculos. Vimos através de uma linha do tempo, o surgimento de pequenos experimentos de Thales de Mileto e seu processo de eletrificação dos corpos até cientistas renomados do século XVIII como Charles Coulomb e sua balança de torção para enunciar ao mundo a Lei de Coulomb.

A estrutura do átomo foi explica de forma resumida, através dos filósofos e cientistas como Demócrito da Grécia antiga; Rutherford e Borh, ambos do século XX e seus modelos atômicos atuais.

Sobre a eletrostática, os principais temas como carga elétrica, força elétrica, campo elétrico e potencial elétrico, foram delimitados a seus conceitos e fundamentos, além é claro, das suas expressões algébricas, onde é possível comprovar a origem dos cálculos.

Um tema a parte, foi abordado de maneira mais resumida e não menos elucidativa; a eletrização e seus tipos, na qual através destas observações e experimentos, tornou-se o princípio da eletrostática.

Por se tratar de um artigo científico, vários filósofos e cientistas renomeados não foram citados, como também alguns temas acerca da eletrostática, por se tratar de artigo científico, onde o resumo deve estar muito bem sucinto e objetivo.

Deixo aqui, uma reflexão sobre este artigo científico: Você se imagina viver em um mundo, sem as notórias contribuições cientificas das pessoas citadas neste artigo científico? Tente imaginar um mundo sem esses notáveis cientistas?

12. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ANJOS, Talita Alves. “A história da eletricidade”; Mundo Educação. Disponível em: https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/a-historia-eletricidade.htm#:~:text=A%20Hist%C3%B3ria%20da%20eletricidade%20tem,objetos%20leves%20como%20palhas%2C%20fragmentos. Acesso em: 15 jun. 2022.

BONJORNO, José R. et al. Física fundamental - Novo. volume único. 1. ed. São Paulo: Editora FTD, 1999.

DIAS, Diogo Lopes. “Modelo atômico de Rutherford”; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/o-atomo-rutherford.htm. Acesso em 20 jun. 2022.

FERRARO, Nicolau G. “Os fundamentos da física”. Disponível em: http://osfundamentosdafisica.blogspot.com/2013/03/cursos-do-blog-eletricidade_27.html. Acesso em 06 jul. 2022.

FERREIRA, Fabiana Gama. Princípios básicos de eletromagnetismo e termodinâmica. 1. ed. Curitiba: Editora Intersaberes, 2017.

GODOY, Leandro P. et al. Ciências da natureza – Eletricidade na sociedade e na vida. 1. ed. São Paulo: Editora FTD, 2020.

GUSSOW, Milton.  Eletricidade Básica. 2. Ed. São Paulo: Pearson Makron Books, 1997.

HELERBROCK, Rafael. “Carga Elétrica”; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/carga-eletrica.htm. Acesso em 25 jun. 2022.

HELERBROCK, Rafael. “Força Elétrica”; Mundo Educação. Disponível em: https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/forca-eletrica.htm#:~:text=For%C3%A7a%20el%C3%A9trica%20%C3%A9%20for%C3%A7a%20que,para%20cargas%20de%20sinais%20opostos. Acesso em 03 jul. 2022.

HELERBROCK, Rafael. “Experimento da gota de óleo de Millikan”; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/experimento-gota-oleo-millikan.htm. Acesso em 25 jun. 2022.

JUNIOR, Francisco R. et. al. Os fundamentos da física. volume 3. 1. ed. São Paulo: Editora Moderna, 1982.

LUZ, Antônio M R; ÁLVARES, Beatriz A. Curso de física. volume 3. 1. ed. São Paulo: Editora Scipione, 2013.

MAGALHÃES, Lana. “Modelo atômico de Borh”; Toda Matéria. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/modelo-atomico-de-bohr/. Acesso em: 20 jun. 2022.

MARKUS, Otávio. Circuitos elétricos: corrente contínua e corrente alternada. 3. ed. São Paulo: Editora Érica, 2003.

MATOS, Carlos Artur. “Eletricidade – História da eletricidade”; Cola Web. Disponível em: https://www.coladaweb.com/fisica/eletricidade/historia-da-eletricidade. Acesso em: 15 jun. 2022.

ME SALVA. “Processos de eletrização”. Disponível em: https://resumos.mesalva.com/processos-eletrizacao/. Acesso em 01 jul. 2022.

PETRIN, Natalia. “Campo gravitacional”; Estudo Prático. Disponível em: https://www.estudopratico.com.br/campo-gravitacional/. Acesso em 05 jul. 2022.

ROQUE, Antônio. “Física básica II”. Disponível em: chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/http://sisne.org/Disciplinas/Grad/FisicaBasica2IBM/aula2.pdf. Acesso em 06 jul. 2022.

TECMUNDO. “A história da eletricidade e os cientistas que mudaram o mundo”. Disponível em: https://www.tecmundo.com.br/ciencia/122576-historia-eletricidade-cientistas-mudaram-mundo-video.htm. Acesso em 15 jun. 2022.

TORRES, Gabriel. Fundamentos de eletrônica. 1. ed. Rio de Janeiro: Axcel Books do Brasil Editora, 2002.

VALIO, Adriana Beneti M. et al. Ser protagonista física. volume 3.  1. ed. São Paulo: Edições SM, 2013.

WIKIPÉDIA. “Stephen Gray”. Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Stephen_Gray. Acesso em 16 jun. 2022.

WIKIPÉDIA. “Balança de torção”. Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Balan%C3%A7a_de_tor%C3%A7%C3%A3o#/media/Ficheiro:Bcoulomb.png. Acesso em 03 jul. 2022.