Maneiras de eletrificar um corpo (com exemplos) - Ciência - 2023

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Há três maneiras de eletrificar um corpo, ou o que é o mesmo, causa um pequeno desequilíbrio em suas cargas elétricas de forma que o objeto adquire uma carga líquida. Essas formas de eletrificação são fricção, indução e contato.

Os antigos gregos observaram que o âmbar, a seiva fóssil de uma árvore, era capaz de atrair cabelos ou pedaços de fibra quando esfregado com um pano de couro. Por conta disso, o material ficou eletrificado por um curto período.

Outros materiais também têm essa propriedade interessante, como vidro, plástico e algumas pedras preciosas.

Por exemplo, quando você separa peças de roupa recém-retiradas da secadora, faíscas voam, indicando que as roupas foram de alguma forma eletrificadas depois de girar no tambor. E se pentearmos o cabelo vigorosamente com um pente de plástico, ele atrairá pedaços de papel.

Acontece também que ao deslizar no assento de um carro, uma sacudida desagradável é sentida ao tocar a alça ou a carroceria.

Esses fenômenos têm sua origem em partículas subatômicas: prótons -com carga positiva-, nêutrons -sem carga- e elétrons -com carga negativa-.

Normalmente as substâncias estão em um estado neutro, pois os átomos têm o mesmo número de prótons que os elétrons. Mas ao esfregar alguns com lã, seda ou pele, eles são capazes de atrair ou repelir outros materiais.

E se um corpo eletricamente carregado entra em contato ou se aproxima de um segundo objeto, ele é capaz de produzir ou receber cargas, deixando o outro igualmente eletrificado. Vamos ver como isso acontece.

Eletrificação por fricção

A eletrificação por fricção consiste em esfregar um material com o outro, assim, um deles captura ou cede elétrons, deixando ambos com uma certa carga líquida.

Os elétrons, embora ligados ao núcleo atômico formado por prótons e nêutrons, têm boa mobilidade e os mais externos podem até ser destacados em alguns casos. Claro, para isso você tem que fazer uma quantidade de trabalho, que vai depender da natureza do material.

Pentear o cabelo com um pente de plástico libera os elétrons do cabelo e acaba no plástico, deixando um excesso.

Também podemos tentar esfregar vidros ou barras de ebonite com panos de seda. Os elétrons são liberados do vidro e passados para a seda, que os aceita facilmente.

Agora, ao se aproximar de duas barras de vidro atritadas com tecido de seda, observa-se queeles repelem. Por outro lado, esfregando a barra de ebonite ou plástico com pelo de coelho e aproximando a do vidro esfregado com seda, observamos queeles atraem.

O mesmo acontece com a experimentação de outros materiais: alguns se atraem após serem friccionados e outros se repelem. Em qualquer caso, é devido a um excesso ou defeito de elétrons.

Isso significa que existem dois tipos de carga elétrica. Quando dois corpos têm diferentes tipos de carga, eles se atraem. Mas se eles têm o mesmo tipo, eles se repelem.

Benjamin Franklin (1706-1790) conduziu muitos desses experimentos e sugeriu o nome de eletricidade positiva que adquire vidro polido de seda, e o outro tipo de carga foi renomeado eletricidade negativa.

Conservação e quantização de carga elétrica

É importante notar que durante os processos de carregamento não é criado nem destruído. O que observamos é que a carga passa de um material para outro, portanto é possível estabelecer o princípio de conservação de carga elétrica, como princípio fundamental da Física.

É análogo a quando dizemos que a energia não é criada nem destruída, mas transformada. Da mesma forma, estabelece-se que a carga elétrica não é criada nem destruída, apenas transferida de um corpo para outro.

Outro fato importante é que quando há transferência de elétrons de um material para outro, isso sempre ocorre em quantidades inteiras, pois os elétrons não são fracionados.

Conclui-se, portanto, que a carga elétrica é quantizada, sendo o quantum carga - a menor carga possível - a do elétron, denotada pelo símbolo e e o sinal negativo:

e = -1,6 x 10 ^-19 coulomb.

O coulomb, abreviado C, é a unidade SI para carga elétrica.

Um objeto carregado, digamos, por excesso de elétrons, tem n vezes esse valor em carga negativa. Por outro lado, aquele com defeito de elétrons, tem uma carga n.e comsinal positivo.

Eletrificação por indução

Não importa o quão forte sejam esfregados, os objetos de metal não adquirem uma carga líquida por atrito.

Mas uma esfera de metal é eletrificada quando um plástico rígido carregado ou uma barra de borracha é aproximada de um lado e intocada, enquanto é tocada com o dedo do lado oposto.

Desta forma, a carga negativa passará da esfera para o corpo da pessoa. Então o dedo é retirado e a barra é afastada, e assim a esfera permanece com uma carga líquida positiva.

A experiência funciona independentemente de a barra ter carga positiva ou negativa, mas a esfera tem que ser de metal, porque se for de vidro não pode ser carregada desta forma.

Isso se deve a uma propriedade muito interessante: os elétrons no metal têm uma mobilidade maior do que os do vidro ou plástico.

Condutores e isoladores

Como vimos, os materiais respondem de maneira diferente à eletrificação. Âmbar, plástico, vidro e borracha rígida pertencem ao grupo conhecido comoisoladores, enquanto metais e soluções salinas são motoristas.

Nos condutores, pelo menos um dos elétrons mais externos do átomo tem a facilidade de se desprender e se mover dentro do material.

Assim, se um agente faz o trabalho necessário, os elétrons podem se mover de maneira ordenada em fios de metal ou em água salgada e, assim, criar uma corrente elétrica.

Ressalta-se que também existe uma grande variedade de materiais com comportamento intermediário, os chamados semicondutores, muito importante na fabricação de dispositivos eletrônicos.

Eletrização de contato

A carga elétrica flui entre dois objetos colocados em contato direto. Se houver excesso de elétrons em um, uma parte passará para o outro objeto. E se ao contrário houver defeito, um dos objetos poderia dar elétrons ao outro, deixando os corpos com cargas do mesmo sinal.

Por exemplo, ao tocar uma esfera metálica com uma haste de plástico previamente carregada, alguns dos elétrons em excesso da haste passam diretamente para a esfera.

Desta forma, a esfera metálica foi carregada por contato direto, distribuindo o excesso de carga entre elas, sempre respeitando o princípio da conservação da carga.

Podemos também colocar em contato duas esferas metálicas carregadas, colocadas em suportes isolantes. Se as esferas forem idênticas, a carga será compartilhada igualmente entre elas.

Referências

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Figueroa, D. Série de Física para Ciências e Engenharia. Vol. 5 Electrostatics. Editado por D. Figueroa. USB.
Giambattista, A. 2010. Física. 2ª Ed. McGraw Hill.
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