sexta-feira, 4 de março de 2011

LEI DE COULOMB







Balança de torção de Coulomb
As forças entre cargas elétricas são forças de campo, isto é, forças de ação à distância, como as forças gravitacionais (com a diferença que as gravitacionais são sempre forças atrativas).
O cientista francês Charles Coulomb conseguiu estabelecer experimentalmente uma expressão matemática que nos permite calcular o valor da força entre dois pequenos corpos eletrizados. Coulomb verificou que o valor dessa força (seja de atração ou de repulsão) é tanto maior quanto maiores forem os valores das cargas nos corpos, e tanto menor quanto maior for a distância entre eles. Ou seja: a força com que duas cargas se atraem ou repelem é proporcional às cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. Assim, se a distância entre duas cargas é dobrada, a força de uma sobre a outra é reduzida a um quarto da força original.
Para medir as forças, Coulomb aperfeiçoou o método de detectar a força elétrica entre duas cargas por meio da torção de um fio. A partir dessa idéia criou um medidor de força extremamente sensível, denominado balança de torção.
Fonte : geocities.yahoo.com.br

lei de coulomb

Os fenômenos elétricos e magnéticos só começaram a ser compreendidos no final do século XVIII, quando principiaram os experimentos nesse campo. Em 1785, o físico francês Charles de Coulomb confirmou, pela primeira vez de forma experimental, que as cargas elétricas se atraem ou se repelem com uma intensidade inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. A possibilidade de manter uma força eletromotriz capaz de impulsionar de forma contínua partículas eletricamente carregadas chegou com o desenvolvimento da bateria de pilha química em 1800, pelo físico italiano Alessandro Volta.
O cientista francês André Marie Ampère demonstrou experimentalmente que dois cabos por onde circula uma corrente exercem uma influência mútua igual à dos pólos de um ímã. Em 1831, o físico e químico britânico Michael Faraday descobriu que podia induzir o fluxo de uma corrente elétrica num condutor em forma de espiral, não conectado a uma bateria, movendo um ímã em suas proximidades ou colocando perto outro condutor, pelo qual circulava uma corrente variável.
Coulomb, Charles de (1736-1806), físico francês e pioneiro na teoria elétrica. Em 1777, inventou a balança de torção para medir a força da atração magnética e elétrica. A unidade de medida de carga elétrica recebeu o nome de coulomb em sua homenagem (ver Unidades elétricas).
Unidades elétricas, unidades empregadas para medir quantitativamente toda espécie de fenômenos eletrostáticos e eletromagnéticos, assim como as características eletromagnéticas dos componentes de um circuito elétrico. As unidades elétricas empregadas estão definidas no Sistema Internacional de unidades.
A unidade de intensidade de corrente é o ampère. A da carga elétrica é o coulomb, que é a quantidade de eletricidade que passa em um segundo por qualquer ponto de um circuito através do qual flui uma corrente de um ampère. O volt é a unidade de diferença de potencial. A unidade de potência elétrica é o watt.
A unidade de resistência é o ohm, que é a resistência de um condutor em que uma diferença de potencial de um volt produz uma corrente de um ampère. A capacidade de um condensador é medida em farad: um condensador de um farad tem uma diferença de potencial de um volt entre suas placas quando estas apresentam uma carga de um coulomb.
O henry é a unidade de indutância, a propriedade de um circuito elétrico em que uma variação na corrente provoca indução no próprio circuito ou num circuito vizinho. Uma bobina tem uma auto-indutância de um henry quando uma mudança de um ampère/segundo na corrente elétrica que a atravessa provoca uma força eletromotriz oposta de um volt.
Lei de Coulomb, lei que governa a interação eletrostática entre duas cargas pontuais, descrita por Charles de Coulomb. Entre as muitas manifestações da eletricidade, encontramos o fenômeno da atração ou repulsão entre dois ou mais corpos eletricamente carregados que se encontram em repouso.
De modo geral, estas forças de atração ou repulsão estáticas têm uma forma matemática muito complicada. No entanto, no caso de dois corpos carregados que têm tamanho desprezível em relação à distância que os separa, a força de atração ou repulsão estática entre eles assume uma forma muito simples, que é chamada lei de Coulomb.
A lei de Coulomb afirma que a intensidade da força F entre duas cargas pontuais Q1 e Q2 é diretamente proporcional ao produto das cargas, e inversamente proporcional ao inverso do quadrado da distância R que as separa.
Eletricidade, categoria de fenômenos físicos originados pela existência de cargas elétricas e pela sua interação. Quando uma carga elétrica encontra-se estacionária, ou estática, produz forças elétricas sobre as outras cargas situadas na mesma região do espaço; quando está em movimento, produz, além disso, efeitos magnéticos.
Os efeitos elétricos e magnéticos dependem da posição e do movimento relativos das partículas carregadas. No que diz respeito aos efeitos elétricos, essas partículas podem ser neutras, positivas ou negativas (ver Átomo). A eletricidade se ocupa das partículas carregadas positivamente, como os prótons, que se repelem mutuamente, e das partículas carregadas negativamente, como os elétrons, que também se repelem mutuamente (ver Elétron; Próton).
Em troca, as partículas negativas e positivas se atraem entre si. Esse comportamento pode ser resumido dizendo-se que cargas do mesmo sinal se repelem e cargas de sinal diferente se atraem.
A força entre duas partículas com cargas q1 e q2 pode ser calculada a partir da lei de Coulomb segundo a qual a força é proporcional ao produto das cargas, dividido pelo quadrado da distância que as separa. A lei é assim chamada em homenagem ao físico francês Charles de Coulomb.
Se dois corpos de carga igual e oposta são conectados por meio de um condutor metálico, por exemplo, um cabo, as cargas se neutralizam mutuamente. Essa neutralização é devida a um fluxo de elétrons através do condutor, do corpo carregado negativamente para o carregado positivamente. A corrente que passa por um circuito é denominada corrente contínua (CC), se flui sempre no mesmo sentido, e corrente alternada (CA), se flui alternativamente em um e outro sentido. Em função da resistência que oferece um material à passagem da corrente, podemos classificá-lo em condutor, semicondutor e isolante.
O fluxo de carga ou intensidade da corrente que percorre um cabo é medido pelo número de coulombs que passam em um segundo por uma seção determinada do cabo. Um coulomb por segundo equivale a 1 ampère, unidade de intensidade de corrente elétrica cujo nome é uma homenagem ao físico francês André Marie Ampère. Quando uma carga de 1 coulomb se desloca através de uma diferença de potencial de 1 volt, o trabalho realizado corresponde a 1 joule. Essa definição facilita a conversão de quantidades mecânicas em elétricas.
Os fenômenos elétricos e magnéticos só começaram a ser compreendidos no final do século XVIII, quando principiaram os experimentos nesse campo. Em 1785, o físico francês Charles de Coulomb confirmou, pela primeira vez de forma experimental, que as cargas elétricas se atraem ou se repelem com uma intensidade inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. A possibilidade de manter uma força eletromotriz capaz de impulsionar de forma contínua partículas eletricamente carregadas chegou com o desenvolvimento da bateria de pilha química em 1800, pelo físico italiano Alessandro Volta.
O cientista francês André Marie Ampère demonstrou experimentalmente que dois cabos por onde circula uma corrente exercem uma influência mútua igual à dos pólos de um ímã. Em 1831, o físico e químico britânico Michael Faraday descobriu que podia induzir o fluxo de uma corrente elétrica num condutor em forma de espiral, não conectado a uma bateria, movendo um ímã em suas proximidades ou colocando perto outro condutor, pelo qual circulava uma corrente variável.
Coulomb, Charles de (1736-1806), físico francês e pioneiro na teoria elétrica. Em 1777, inventou a balança de torção para medir a força da atração magnética e elétrica. A unidade de medida de carga elétrica recebeu o nome de coulomb em sua homenagem (ver Unidades elétricas).
Unidades elétricas, unidades empregadas para medir quantitativamente toda espécie de fenômenos eletrostáticos e eletromagnéticos, assim como as características eletromagnéticas dos componentes de um circuito elétrico. As unidades elétricas empregadas estão definidas no Sistema Internacional de unidades.
A unidade de intensidade de corrente é o ampère. A da carga elétrica é o coulomb, que é a quantidade de eletricidade que passa em um segundo por qualquer ponto de um circuito através do qual flui uma corrente de um ampère. O volt é a unidade de diferença de potencial. A unidade de potência elétrica é o watt.
A unidade de resistência é o ohm, que é a resistência de um condutor em que uma diferença de potencial de um volt produz uma corrente de um ampère. A capacidade de um condensador é medida em farad: um condensador de um farad tem uma diferença de potencial de um volt entre suas placas quando estas apresentam uma carga de um coulomb.

O henry é a unidade de indutância, a propriedade de um circuito elétrico em que uma variação na corrente provoca indução no próprio circuito ou num circuito vizinho. Uma bobina tem uma auto-indutância de um henry quando uma mudança de um ampère/segundo na corrente elétrica que a atravessa provoca uma força eletromotriz oposta de um volt.
Lei de Coulomb, lei que governa a interação eletrostática entre duas cargas pontuais, descrita por Charles de Coulomb. Entre as muitas manifestações da eletricidade, encontramos o fenômeno da atração ou repulsão entre dois ou mais corpos eletricamente carregados que se encontram em repouso.
De modo geral, estas forças de atração ou repulsão estáticas têm uma forma matemática muito complicada. No entanto, no caso de dois corpos carregados que têm tamanho desprezível em relação à distância que os separa, a força de atração ou repulsão estática entre eles assume uma forma muito simples, que é chamada lei de Coulomb.
A lei de Coulomb afirma que a intensidade da força F entre duas cargas pontuais Q1 e Q2 é diretamente proporcional ao produto das cargas, e inversamente proporcional ao inverso do quadrado da distância R que as separa.
Eletricidade, categoria de fenômenos físicos originados pela existência de cargas elétricas e pela sua interação. Quando uma carga elétrica encontra-se estacionária, ou estática, produz forças elétricas sobre as outras cargas situadas na mesma região do espaço; quando está em movimento, produz, além disso, efeitos magnéticos.
Os efeitos elétricos e magnéticos dependem da posição e do movimento relativos das partículas carregadas. No que diz respeito aos efeitos elétricos, essas partículas podem ser neutras, positivas ou negativas (ver Átomo). A eletricidade se ocupa das partículas carregadas positivamente, como os prótons, que se repelem mutuamente, e das partículas carregadas negativamente, como os elétrons, que também se repelem mutuamente (ver Elétron; Próton).
Em troca, as partículas negativas e positivas se atraem entre si. Esse comportamento pode ser resumido dizendo-se que cargas do mesmo sinal se repelem e cargas de sinal diferente se atraem.
A força entre duas partículas com cargas q1 e q2 pode ser calculada a partir da lei de Coulomb segundo a qual a força é proporcional ao produto das cargas, dividido pelo quadrado da distância que as separa. A lei é assim chamada em homenagem ao físico francês Charles de Coulomb.
Se dois corpos de carga igual e oposta são conectados por meio de um condutor metálico, por exemplo, um cabo, as cargas se neutralizam mutuamente. Essa neutralização é devida a um fluxo de elétrons através do condutor, do corpo carregado negativamente para o carregado positivamente. A corrente que passa por um circuito é denominada corrente contínua (CC), se flui sempre no mesmo sentido, e corrente alternada (CA), se flui alternativamente em um e outro sentido. Em função da resistência que oferece um material à passagem da corrente, podemos classificá-lo em condutor, semicondutor e isolante.
O fluxo de carga ou intensidade da corrente que percorre um cabo é medido pelo número de coulombs que passam em um segundo por uma seção determinada do cabo. Um coulomb por segundo equivale a 1 ampère, unidade de intensidade de corrente elétrica cujo nome é uma homenagem ao físico francês André Marie Ampère. Quando uma carga de 1 coulomb se desloca através de uma diferença de potencial de 1 volt, o trabalho realizado corresponde a 1 joule. Essa definição facilita a conversão de quantidades mecânicas em elétricas.

A LEI DE COULOMB

A primeira constatação de que a interação entre cargas elétricas obedece à lei de força
onde r é a distância entre as cargas F e é o módulo da força, foi feita por Priestley em 1766. Priestley observou que um recipiente metálico carregado, não possui cargas na superfície interna, 1 , não exercendo forças sobre uma carga colocada dentro dele. A partir deste fato experimental, pode-se deduzir matematicamente a validade de (1) O mesmo tipo de dedução pode ser feita na gravitação, para mostrar que dentro de uma cavidade não há força gravitacional.
Medidas diretas da lei (1) foram realizadas em 1785 por Coulomb , utilizando um aparato denominado balança de torção . Medidas modernas mostram que supondo uma lei dada por
Então
O resultado completo obtido por Coulomb pode ser expresso como
Onde a notação está explicada na figura 2.

Figura 2: Forca entre duas cargas
Um outro fato experimental é a validade da terceira lei de Newton ,
Fonte: www.algosobre.com.br

Engenheiro militar e físico francês nascido em Angolême, França central, pioneiro em pesquisas em magnetismo e eletricidade, e a quem se deve a definição e verificação experimental de leis fundamentais que se tornaram o ponto de partida para o desenvolvimento dos conhecimentos em eletricidade e magnetismo ao nível dos de mecânica e da ótica.
Educado em Paris, passou nove anos nas Índias Ocidentais como engenheiro militar e, nos intervalos de suas atividades profissionais, dedicava-se a pesquisas sobre mecânica aplicada.
De volta à França, interessou-se e iniciou suas investigações no campo da eletricidade e do magnetismo, para participar de um concurso aberto pela Académie des Sciences de Paris sobre a fabricação de agulhas imantadas.
Através de seus experimentos desenvolveu relações envolvendo primeira e segunda potência de velocidades.
Inventou a balança de torção (1777) semelhante à usada pelo físico e químico inglês Henry Cavendish, para medir a atração gravitacional.
Enunciou a lei das forças eletrostáticas (1785) em que não apenas as cargas elétricas, mas também os magnetos, atraem uns aos outros com uma força que varia precisamente de acordo com o quadrado da distância (Lei de Coulomb).
Construiu a primeira máquina eletrostática que gerava eletricidade por atrito (1789), embora não produzisse corrente.
A publicação de numerosos artigos de grande repercussão nos meios científicos lhe valeu o ingresso na Académie des Sciences (1781).
Os resultados de suas pesquisas foram publicados (1785-1789) nas Mémoires de l'Académie Royale des Sciences.
Suas experiências sobre os efeitos de atração e repulsão de duas cargas elétricas permitiram-lhe verificar que a lei da atração universal de Newton também se aplicava à eletricidade.
Estabeleceu então a lei das atrações elétricas, segundo a qual as forças de atração ou de repulsão entre as cargas elétricas são diretamente proporcionais às cargas (massas) e inversamente proporcionais ao quadrado da distância que as separa e morreu em Paris.
Fonte: www.dec.ufcg.edu.br

Charles Augustin de Coulomb

1736 - 1806

Engenheiro militar e físico francês nascido em Angolême, França central, pioneiro em pesquisas em magnetismo e eletricidade, e a quem se deve a definição e verificação experimental de leis fundamentais que se tornaram o ponto de partida para o desenvolvimento dos conhecimentos em eletricidade e magnetismo ao nível dos de mecânica e da óptica. Educado em Paris, passou nove anos nas Índias Ocidentais como engenheiro militar e, nos intervalos de suas atividades profissionais, dedicava-se a investigações sobre mecânica aplicada.
De volta à França, interessou-se e iniciou suas pesquisas no campo da eletricidade e do magnetismo para participar de um concurso aberto pela Académie des Sciences de Paris sobre a fabricação de agulhas imantadas. Através de seus experimentos desenvolveu relações envolvendo primeira e segunda potência de velocidades. Inventou a balança de torção (1777), semelhante à usada pelo físico e químico inglês Henry Cavendish para medir a atração gravitacional. Enunciou a lei das forças eletrostáticas (1785) em que não apenas as cargas elétricas, mas também os magnetos, atraem uns aos outros com uma força que varia precisamente de acordo com o quadrado da distância (Lei de Coulomb).
Construiu a primeira máquina eletrostática que gerava eletricidade por atrito (1789), mas não produzia corrente. A publicação de numerosos artigos de grande repercussão nos meios científicos lhe valeu o ingresso na Académie des Sciences (1781). Os resultados de suas pesquisas foram publicados (1785-1789) nas Mémoires de l'Académie Royale des Sciences. Suas experiências sobre os efeitos de atração e repulsão de duas cargas elétricas permitiram-lhe verificar que a lei da atração universal de Newton também se aplicava à eletricidade. Estabeleceu então a lei das atrações elétricas, segundo a qual as forças de atração ou de repulsão entre as cargas elétricas são diretamente proporcionais às cargas (massas) e inversamente proporcionais ao quadrado da distância que as separa.
Fonte: members.tripod.com

Charles Augustin de Coulomb

Coulomb é o primeiro cientista que fez grandes contribuições em mecânica dos solos. As obras de pesquisa levando ao conceito do ângulo de atrito, constitui um dos mais importantes fundamentos em geotecnia.
O envelope de Mohr-Coulomb, hipótese de deslizamento entre superfícies, é conhecido por todos os geotécnicos. A partir desta pesquisa, Coulomb desenvolveu métodos para cálculo de estabilidade de taludes através da divisão das massas de solo em cunhas. Coulomb também fez grandes contribuições em cálculo estrutural e eletrônica.
A família tanto por parte do pai quanto da mãe era importante na área legal. De Angoulême, a família mudou-se para Paris e Coulomb ingressou no colégio Mazarin, onde estudou línguas, literatura filosofia e o melhor em matemática, astronomia, química e botânica. Nesta fase houve uma crise para Coulomb. Seu pai realizou especulações financeiras mal sucedidas, perdeu seu dinheiro e os dois mudaram para Montpellier. Já sua mãe permaneceu em Paris. Em Montpellier Coulomb começou estagiar, onde mostrou seus maiores interesses em matemática e astronomia. Posteriormente, em março de 1757 ele ingressou na sociedade de ciências e apresentou diversos trabalhos sobre estes tópicos.
Coulomb queria entrar na Ecole du Génie at Mézières, mas verificou que para ter sucesso necessitaria mais estudo. Então foi para Paris em outubro de 1758, para receber o treinamento necessário. Camus era o examinador para Escolas de Artilharia e foi o seu “curso de matemática” que Coulomb estudou por diversos meses. Em 1758 ele prestou exames feitos por Camus, nos quais foi aprovado, podendo assim entrar na “Escola du Gênie” em fevereiro de 1760.
Coulomb graduou-se em novembro de 1761 no posto de tenente. Por 20 anos ele trabalhou em diversos locais, fazendo projetos estruturais, fortificações e mecânica dos solos. Em fevereiro de 1764, foi transferido para a ilha de Martinique no Oceano Índico.
Sob domínio da França desde 1658, a ilha foi atacada e ocupada por várias frotas estrangeiras. O Tratado de Paris, de 1763, devolveu a Martinique para a França. Uma nova fortaleza era necessário, e Coulomb foi posto no comando da obra. Ele terminou o trabalho em junho de 1772. Durante este período Coulomb adoeceu, ficando com a saúde precária pelo resto da vida.
No seu retorno à França, foi mandado para Bouchain, onde começou a escrever importantes matérias, apresentando a primeira para a Academia de Ciências em Paris, em 1773. Este trabalho (sobre uma aplicação das regras, aos problemas de estática relativa à arquitetura) foi escrito para determinar uma combinação entre matemática e física que permitissem a influência de atrito e coesão em alguns problemas de estática.
O ponto mais importante neste trabalho foi o uso de cálculos de variantes, como escreve Gillmor: “Nestas notas de 1773, há quase um atrapalho pela riqueza”.
Mais tarde ele desenvolveu uma teoria generalizada para mecânica dos solos relativa a planos deslizantes, que permanece em dia até hoje. Talvez a razão pela relativa negligência desta parte do trabalho de Coulomb, seja que ele procurou demonstrar o uso do cálculo differencial na formulação de métodos de aproximação nos problemas fundamentais da mecânica estrutural, em vez das soluções numéricas.
A memória de cálculo foi valorizada pela Academia de Ciências e o levou a ser nomeado suplente de Bossut em 6 de julho de 1774. Coulomb em seguida foi comissionado para Cherbourg, onde ele escreveu seu famoso memorando sobre a bússola, o qual ele submeteu ao Grande Prêmio da Academia de Ciências em 1777. Ele dividiu o primeiro prêmio, e o trabalho continha os primórdios da balança de torção.
“... Sua solução elegante e simples para o problema de torção em cilindros e o uso da balança de torção em aplicações físicas, foram importantes para numerosos físicos nos anos subsequentes ... Coulomb uma teoria de torção em finos fios tecidos de seda e cabelo. Aqui ele foi o primeiro a demonstrar como a torção pode fornecer ao físico um método de medir forças extremamente pequenas.
Também em Cherbourg aconteceu que Robert-Jacques Turgot foi indicado general controlador em 24 de agosto de 1774. Em 1775, Turgot solicitou memorandos com contribuições para uma possível reorganização do “Corps du Génie”.
Coulomb apresentou sugestões e é uma fascinante oportunidade para entender seu pensamento político. Ele desejava que o cidadão e o estado tivessem as mesmas regras. Ele propôs que o “Corps du Génie” e o serviço público em geral deviam reconhecer os talentos de seus membros individualmente, dentro de cada organização.
Em 1779 foi mandado para Rochefort para construir uma nova fortaleza, durante este período, Coulomb desenvolveu suas pesquisas sobre fricção, e escreveu “Teoria das Máquinas Simples”, que lhe concedeu o grande prêmio da Academia de Ciências em 1781. Neste trabalho Coulomb investigou “fricção dinâmica e estática em superfícies deslizantes e fricção no dobramento de cordas e rolamento”.
Na verdade, o trabalho de 1781 mudou a vida de Coulomb. Ele foi eleito para a cadeira de mecânica da Academia de Ciências e mudou-se para Paris, ocupando cargo permanente. Ele nunca mais desenvolveu algo projeto de engenharia, mas escreveu 7 tratados importantes em eletricidade e magnetismo, submetidos a Academia entre 1785 e 1791.
Fonte: www.nilsson.com.br

Charles Augustin de Coulomb

De Coulomb é o padrão da unidade de carga elétrica. Um coulomb é definida como a quantidade de carga transportada por um ampères de corrente em um segundo. Um coulomb também pode ser definida como a quantidade de carga necessária para criar um volt uma diferença de potencial de um capacitor farad. O símbolo de Coulomb é para uma maiúscula C.

História do Coulomb

De Coulomb foi definido em uma conferência internacional em 1881, e é nomeado após Charles-Augustin de Coulomb (1736-1806), um físico francês. Ele descobriu que define a lei de Coulomb eletrostática vigor. O ampères foi originalmente derivada de de Coulomb, até que ele foi mudado para a unidade de base em si.

Medindo coulombs

Carga elétrica é medida com um eletroscópio que é um dispositivo que mede cobrar diretamente, ao contrário de uma electroscope que só as medidas relativas charge. Antigas eletrômetros utilizadas válvulas mas são modernas versões de estado sólido, usando o campo efeito transistores que mudar a sua produção baseada na força das imediações campo elétrico.

Outras Unidades

Carga elétrica densidade é expressa como o número de coulombs por metro cúbico. A exposição à radiação, especialmente raios-X e raios gama, é muitas vezes expressa como a coulombs de carga absorvida por quilograma de matéria.
De Coulomb é um grande valor, um ampères-hora de transferências correntes apenas 3600 coulombs de carga, de modo valores comuns são medidos em millicoulombs (um milésimo), nanocoulombs (um milionésimo), e picocoulombs (um bilionésimo). Outras unidades de carga elétrica que são por vezes utilizados são os abcoluomb e os statcoulomb.

Fonte: www.tech-faq.com

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