No último período letivo da UFCG, 25.2, aconteceu a colação de Grau das quilombolas Caiana dos Crioulos, no campus Sumé, Luciana e Rayane. Ambas universitárias concluíram o mesmo curso de Licenciatura em Ciências Sociais. Agora elas estão fazendo o curso de mestrado. Parabéns.
No vídeo desta Aula 06 da disciplina de instrumentação II, vemos os conceitos de diferença de potencial, potencial elétrico e o importante dispositivo de eletrônica, o capacitor, no final do vídeo falaremos para que serve um capacitor em um circuito elétrico. Data, 06/05/26.
Diferença de potencial (Tensão) e Capacitores
Diferença de potencial(Ddp) é definido como o trabalho eletrostático realizado entre os pontos A e B divido pela valor da carga da partícula que se move.
Ddp=VA - VB=WAB/q
Se o campo elétrico eletrostático for uniforme, a força elétrica também será, F=qE, digamos que a partícula com carga q se desloque uma distância d, o trabalho eletrostático torna-se:
WAB=Fd,
Portando,
VA -VB =WAB/q=Eqd/q=Ed q/q=Ed, ou seja,
a ddp será o produto do campo elétrico pela distância:
VA -VB =Ed.
Agora, iremos considerar uma partícula com carga elétrica q_1 se deslocando em um campo elétrio gerado por uma carga q, do ponto A ao ponto B. No caso da lei de Coulomb, a força elétrica não é constante sendo inversamente proporcional ao quadrado da distância.
Usando o cáculo integral obtemos o trabalho eletrostático, para deslocar um partícula com carga q_1 do ponto A ao ponto B:
WAB=K q1q/ dA-Kq2q/dB = K q(q1/dA -q1/ dB).
Note também que em nossa notação, q/d, significa q dividido por d.
Com dA sendo a distância do ponta A a partícula fonte com carga q e d_B é a distância do ponta B a partícula fonte com carga q.
Esse trabalho corresponde a área abaixo da curva de Fxd. Aqui a força F é dada pela lei de Coulomb,
F=Kq dAq1/ d2.
A ddp torna-se:
VA - VA =WAB /qA 1=Kq (q1/ dA-q1/ dB)/q1,
ou seja,
VA - VB=K q/ dA -Kq/ dB.
(ddp entre os pontos A e B do campo elétrico gerado pela partícula com carga q.)
O que significa ligar um ferro elétrico na tomada, em uma residência do Rio de Janeiro, tendo uma tensão de 110V?
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Propriedades do Potencial Elétrico. O potencial em um ponto de um campo elétrico de uma partícula com carga elétrica.
Escolhendo o ponto de referênia B no infinito, com pontecial nulo, neste caso podemos dizer que o pontencial elétrico no ponto A torna-se:
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Aqui VA =V. A constante eletrostática K, no vácuo e no SI, é representada com um índice inferior 0, ou seja,
K 0=9x109 (Nm2)/C2
Unidades de medidas no SI: C=Coulomb é a unidade de carga elétrica, N=unidade de força e m=metro.
Portanto, considerando uma partícula com carga elétrica q1, distante "r" de um ponto P, o potencial elétrico é dado por
V(r)=K q1/ r.
A carga elétrica q1 pode ser positiva ou negativa.
Exemplo: considere o campo elétrico gerado por uma partícula com carga elétrica q=4𝝁C, no vácuo. Determine a diferença de potencial entre os pontos distantes da partícula, d_A=1cm e dB=3cm.
Solução
No vácuo e no SI, temos:
q=4𝝁C=4x10-6C.
Como 1m=100cm= 102cm. Então,
dA=1cm=10-2m e dB=3cm=3x10-2m
Constante eletrostática, no vácuo,
K0=9x109 (Nm2)/C2
Portanto, colocando a carga q e a constante K_o, em evidência, a ddp resulta em:
VA-VB=K_o q/dA-K_oq/ dB=K_o q[(1/dA )-(1/ dB)]
Substituindo os dados, obtemos:
VA-VB= 9x109 x 4x10-6(1/10-2-3/10-2)
= 9x109 x 4x10-6x102 (1-1/3)= 2x9/3x4x109x10-4
= 2x9/3x4x105
=2x3x4x105
VA-VB== 2,4x106V
A ddp é dois milhões e quatrocentos mil volts.
Entendendo o significado da ddp. Vamos analisar essa questão.
Ao deslocar uma partícula com a carga elétrica de 1C do ponto B para o ponta A, o homem precisará realizar sobre ela um trabalho de dois joules.is milhões e quatrocentos mil. No caso desta questão, uma partícula com a carga elétrica de 1C se deslocou do ponto A para ao ponta B de um campo elétrico, significa que a força elétrica realizou um trabalho de dois milhões e quatrocentos joules.
Em uma residência medimos com um voltímetro a tensão ou ddp=diferença de potencial. Por exemplo, a tensão elétrica na sua residência na Paraíba, é 220V, (V=volts é a unidade de tensão e de potencial elétrico no SI). No Rio de Janeiro é 110V. Na linguagem coloquial, a tensão é denominada de voltagem.
O potencial elétrico de uma distribuição de partículas carregadas é a soma algébrica do potencial de cada partícula, podendo ser positivo ou negativo dependo do sinal das cargas elétricas. Considerando 4 partículas com cargas elétricas em diferentes posições, o potencial elétrico total em um ponto P, cuja distâncias das partículas com cargas q1 é d1, q2 é d2, q3 é d3 e q4 é d4, respectivamente, obtemos:
V=V1 + V2 + V3 + V4
Com
Vi =Kqi /di
com i =1, 2, 3, 4 e k é a constante eletrostática.
Carga puntiforme, significa uma partícula com carga elétrica. Realmente a teoria apresentada nesta postagem é válida somente para partícula carregada, não valendo para um corpo carregado. No caso de uma distribuição contínua de carga elétrica, teríamos que usar o cálculo diferencial e integral simples, dupla ou tripla. Afirmações do professor Rafael Rodrigues (UFCG, campus Cuité).
Linhas de Força
Linhas de força(LF) do campo elétrico de duas partículas com cargas elétricas de sinais contrário. Elas partem das partículas com carga elétrica positiva e chegam naquela com carga negativa. As LF nunca se cruzam. O vetor campo elétrico é tangente as LF. O número de LF aumenta com o aumento da intensidade do campo elétrico.
Quando abandonamos uma partícula com carga elétrica q>0 em um campo elétrico, ela de deslocará sob a ação da força elétrica, realizando um trabalho positivo, se o deslocamento e a força elétrica estiverem no mesmo sentido, caso contrário, o trabalho eletrostático será negativo.
Capacitância de um Capacitor
O capacitor é um dispositivo eletrônico que serve para armazenar carga elétrica e energia. Ele é composto por duas armaduras condutoras separadas por um certo meio, sendo uma com carga +Q e a outra com -Q.
Você pode usar uma bateria de 12V para carregar as placas de um capacitor de placas planas e paralelas. No início, as placas estão descarregadas. Quando você conectar cada uma nos dois terminais positivo e negativo da bateria, iniciará o movimento dos elétrons. A explicação estará no final da aula de hoje. Iniciaremos com um resumo do que foi visto na aula anterior.
Verifica-se experimentalmente que a carga elétrica armazenada no capacitor é proporcional a ddp(V), sendo a constante de proporcionalidade C denominada de capacitância do capacitor, isto é,
C=Q/V,
com V sendo a ddp e Q o módulo da carga elétrica na placa condutora, em geral, são placas de metal. separadas por um material dielétrico colocada entre elas. O dielétrico é um material isolante, constituído de cerâmica, porcelana ou o ar. Note que a carga elétrica total do capacitor é nula.
Unidade no SI: F(farad)
Na próxima Aula 07 de sexta-feira, 07 de maio, iremos responder a pergunta do que a matéria é composta? Tiraremos dúvidas sobre a primeira das 4 equações de Maxwell do eletromagnetismo: lei de Gauss.
Aulas anteriores.
Introdução à eletrostática.
Hoje, 15/04, teremos a Aula 01 da disciplina de Instrumentação em Ciência da Natureza e suas Tecnologias II do curso de Licenciatura em Física da UFCG, campus Cuité-período letivo atrasado 2026.1.
O estudante da disciplina deve fazer um resumo manuscrito.
Iniciaremos definindo carga elétrica, eletrização dos corpos e o eletroscópio de duas folhas. Este aparelho que pode ser construído com material de baixo custo, serve para verificar se um corpo está carregado de eletricidade. Veremos nessa aula a lei de Coulomb, campo elétrico de uma partícula com carga elétrica e o fenômeno de indução eletrostática, usando canudos de plástico de beber água coco.
Aula 02 Lista I de exercícios. Refazer os cálculos sobre eletrostática dos vídeos e, inclusive, sobre o campo elétrico resultante no blog. Entregar no próximo dia 24/04.
O professor Rafael Rodrigues ministrou um minicurso sobre aplicações da técnica algébrica da supersimetria em mecânica quântica em sólitons topológicos na III Escola Baiana de Física Teórica na UESB campus Itapetininga-BA, em 2025. No momento ele está concluindo a sua tese sobre supersimetria em mecânica quântica relativística.
Esta Aula 02 está no nível de ensino médio, ainda sobre Eletrostática na disciplina de Instrumentação II do período atrasado 2026.1, do curso de Licenciatura em Física. https://rafaelrag.blogspot.com/2026/04/aula-2-252-instrumentacao-ii-campo.html
Aula 03- 2026.1-Diferença de potencial elétrico, Lei de Gauss e linhas força. É visto também o conceito de consumo de energia elétrica em uma residência.
Segue o vídeo da Aula 03, ministrada pelo professor Rafael Rodrigues(UFCG, campus Cuité), nesta quarta-feira, 22/04, no IQUANTA da UFCG, campus sede. https://rafaelrag.blogspot.com/2026/04/aula-03-20261-instrumentacao-ii.html
Aula 04. Separei a lei de Gauss, introduzida na Aula 03, em duas partes, ministrada pelo professor Rafael Rodrigues, UFCG, campus Cuité. Ela corresponde a primeira equação de Maxwell, das quatro equações do eletromagnetismo. Isso não é visto no ensino médio. Nessa disciplina de instrumentação e ciência da Natureza e suas Tecnologias II, do curso de Licenciatura em Física da UFCG, campus Cuité, período 2026.1, faremos as adaptações também das outras 3 equações de Maxwell no nível do ensino médio.
Aula 05 da disciplina de Instrumentação II do Curso de Licenciatura da UFCG, campus Cuité será sobre a composição da matéria e as 4 interações da Natureza, ministrada pelo professor Rafael, nesta quarta-feira, 28/04.
Respondendo a pergunta do que a matéria é composta? Durante a aula da disciplina de Instrumentação em Ciências da Natureza e suas Tecnologias II do Curso de Licenciatura da UFCG, campus Cuité, período 2026.1, cuja aula foi ministrada pelo professor Rafael Rodrigues na disciplina de introdução.
Tudo é feito de quarks, inclusive, os seres humanos. https://rafaelrag.blogspot.com/2026/04/aula-05-instrumentacao-i-i-composicao.html
Blog rafaelrag
Agora, com a Aula 06, encerramos o estudo da eletrostática. Na próxima aula tiraremos as dúvidas.
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