Carga elétrica, o que é? Definição, principais tipos, unidade e quantização

Na Física, uma matéria é conhecida por ser formada por moléculas. Cada molécula é formada por átomos – estruturas constituídas por partículas, como os prótons, os nêutrons e os elétrons. Assim, os prótons possuem carga positiva e estão no núcleo atômico junto aos nêutrons, que não possuem carga. Já os elétrons estão localizados na eletrosfera e possuem carga negativa. Essa característica de cada partícula é o que chamamos de carga elétrica.

Quando os corpos, no caso, as partículas, sofrem atrito ocorre o processo denominado “eletrização”. Dessa forma, para que um corpo seja considerado neutro, as partículas de prótons e elétrons devem possuir cargas que se complementam. Caso a carga positiva for maior o corpo é classificado como positivamente eletrizado – mais prótons que elétrons. Por outro lado, se o corpo possuir mais elétrons que prótons é classificado como negativamente eletrizado.

Visto isso, a carga elétrica presente em um próton e um elétron é chamada de carga elétrica elementar. Esse tipo de carga é conhecido por ser a menor quantidade de carga que existe na natureza. Com isso, a unidade de medida estabelecida pelo SI é o Coulomb (C). O termo é uma homenagem ao físico francês Charles Augustin de Coulomb, reconhecido pelos estudos sobre eletricidade.

Carga elétrica elementar

Carga elétrica é a propriedade de reação das cargas positivas e negativas presente nas partículas que formam o átomo. Dessa maneira, é denominada de carga elementar a carga das partículas, sendo a menor quantidade de carga existente na natureza. O valor que representa essa carga é 1,6 . 10-19 C.

Visto isso, existem dois tipos de cargas, as positivas e as negativas. Assim, as cargas elétricas são atribuídas aos sinais que as partículas adquirem, sendo positivo ou negativo dependendo da ação. Por terem diferentes sinais, as partículas de prótons e elétrons se atraem quando postas em atrito. Caso o sinal da carga seja o mesmo, as partículas se repelem.

Carga elétrica, o que é? Definição, principais tipos, unidade e quantização Conhecimento Científico

Cargas elétricas de mesmo sinal repelem-se e, de sinais contrários, atraem-se.

Nesse sentido, quando cálculos precisam ser realizados utilizando cargas elétricas é necessário usar a unidade de medida Coulomb (C). Entretanto, essa é uma unidade que consta nos registros das grandezas estabelecidas pelo Sistema Internacional de Unidades (SI). Com isso, utiliza-se a grandeza que é derivada do Ampére. De forma geral, o Ampére é a grandeza referência para as medidas de corrente elétrica.

Nesse sentindo, quando o valor de Coulomb é utilizado, na verdade, estamos nos referindo a corrente elétrica de 1 ampere. Ou seja, o Coulomb da carga elétrica é a medida de 1 ampere relacionado com o intervalo de tempo equivalente a 1 segundo.

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Carga elétrica quantizada

A quantização de uma carga elétrica se refere ao múltiplo inteiro de uma carga fundamental. Com vimos anteriormente, a carga fundamental é a menor quantidade de carga existente na natureza. Além disso, é representada pelo valor 1,6.10-19 C. Dessa forma, a quantização é o múltiplo inteiro da carga fundamental.

Visto isso, existe uma fórmula para descobrir se a quantidade de elétrons de uma matéria. Neste caso, a verificação é em relação à carga presente na partícula, a fim de verificar a estabilidade do corpo. Para isso, utilizamos a seguinte fórmula: Q = n.e. 

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Os elétrons estão em órbitas circulares ao redor do núcleo.

Ou seja, Q representa a carga elétrica total, enquanto n simboliza a quantidade de elétrons em falta ou excesso. Por fim, e caracteriza a carga elétrica fundamental. Vale lembrar que o valor referência da carga fundamental é 1,6.10-19 C.

A partir disso, para que um corpo permanece eletrizado, ou eletricamente carregado, é necessário que haja o recebimento ou a doação de elétrons. Os processos de eletrização mais comuns são chamados de atrito, contato e indução.

Carga elétrica de um átomo

Normalmente, os átomos são partículas neutras. Por conta disso, apresenta carga elétrica nula. Porém, a quantidade de elétrons e prótons nas estruturas atômicas pode mudar e os átomos se tornarem ionizados. Ou seja, no processo de ionização, os elétrons são tirados da estrutura atômica e o átomo se torna eletricamente positivo.

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Átomo de cloro neutro que se tornou íon de cátion após ganhar um elétron.

Quando os átomos possuem mais prótons que elétrons, são chamados de cátions. Já os átomos que recebem maior quantidade de elétrons e se tornam negativos, são chamados de ânions. Dessa forma, é possível identificar qual a carga elétrica de um átomo por meio do número atômico (Z), ou seja, o número de prótons.

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Fontes: Brasil Escola, Brasil Escola e Toda Matéria

Imagens: Realidade Simulada, Cai no Enem, Khan Academy e Alunos Online

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