Eletrostática

Eletrostática

Histórico

A história da eletricidade estática começa há cerca de dois mil e seiscentos anos, em um lugar que hoje conhecemos como Turquia. Havia uma cidade chamada de Mileto, antiga colônia grega onde viveu um homem conhecido como Thales de Mileto, que tinha curiosidade por um material, uma resina conhecida como âmbar.

Thales observou que após friccionar o âmbar a peça atraia pequenos e leves objetos como pequenos pedaços de linha. Constatou que existia portanto uma inexplicável força de atração que vinha da fricção do âmbar.

William Gilbert, por volta de 1570, interessou-se pelo âmbar e suas propriedades e testando outros materiais, tais como pedras preciosas e vidro, constatou que também apresentavam essas mesmas propriedades de atrair pequenos objetos.

O âmbar é denominado “ELEKTRON” em Grego e “ELECTRUM” em Latim e por isso todas as substâncias que tinha a capacidade de atrair objetos, passaram a ser chamadas de elétricas por Gilbert, com a intenção de evidenciar que tinham as mesmas propriedades do âmbar.

Por volta de 1650, Walter Charleton, usou pela primeira vez a palavra eletricidade no sentido da propriedade de atração.

Com a necessidade de acumular mais eletricidade em seus experimentos, o cientista alemão Otto Von Guericke, usou em 1672, uma substância amarela chamada de enxofre, e que apresentava os mesmos efeitos do âmbar quando atritado. Guericke construiu uma esfera de enxofre com uma manivela do lado sob um suporte de madeira para que pudesse girá-la e usando a outra mão sob a bola obteve, pela fricção, maiores quantidades de eletricidade e assim estava inventada a primeira máquina eletrostática de que sem tem notícia.

Os cientistas Stephen Gray na Inglaterra e Charles Du Fay na França fizeram experiências friccionando tubos de vidro, observando que eles também atraíam objetos o que levou-os a concluir que a eletricidade havia penetrado neles.

Petrus Von Mussechenbroeck em 1745 descobriu a condensação elétrica ao inventar a garrafa de Leyden, o primeiro capacitor,o que permitiu aumentar os efeitos das centelhas elétricas. Garrafas de Leyden são usadas até os dias de hoje em Máquinas Eletrostáticas como a Máquina de Wimshurst.

Máquina Eletrostática, ou Gerador Eletrostático, são dispositivos mecânicos que produzem eletricidade estática e normalmente desenvolvem tensões altíssimas com baixa amperagem.

Benjamin Franklin inventou o pára-raios, com suas experiências sobre descargas atmosféricas e demonstrou o poder das pontas (a carga elétrica em excesso em um corpo distribui-se apenas pela superfície exterior e concentra-se nas zonas mais pontiagudas e em menor quantidade nas restantes).

Charles Augustin Coulomb físico francês que formulou e publicou pela primeira vez, em 1783, uma lei da Física que descreve a interação eletrostática entre partículas eletricamente carregadas e foi essencial para o estudo e desenvolvimento da eletricidade.

Princípios da Eletrostática

O estudo da eletrostática, como em qualquer outra parte da física, se baseia em certos princípios fundamentais:

O princípio da atração e repulsão diz que duas cargas de mesmo sinal se repelem e que duas cargas de sinais contrários se atraem.

O princípio da conservação de energia diz que em um sistema isolado de corpos, a energia elétrica total é constante desde que não haja transformação de energia elétrica para outras formas de energia.

Essas verdades só podem ser demonstradas experimentalmente porque não há nenhum raciocínio capaz de demonstrá-las e nós observamos que elas acontecem na natureza.

Geração

A eletrização ocorre quando há transferência de carga elétrica entre os corpos. Existem modos diferentes de eletrizar corpos:

-Eletrização por atrito: descoberta por Tales de Mileto; dois corpos neutros feitos de materiais diferentes, ao atritarem-se entre si, adquirem cargas opostas.

-Eletrização por contato: ao aproximar-se de um corpo neutro um corpo eletrizado, o neutro se eletriza. Além disso, após a separação, ambos terão a mesma carga com mesmo sinal, equivalente à metade da carga original.

-Eletrização por indução: neste processo não há necessidade de contato. Aproxima-se um corpo eletrizado de um corpo neutro, ligado à terra, e o corpo neutro fica eletrizado com carga oposta à do corpo eletrizado.

-Eletrização por aquecimento e pressão: mais comuns em cristais; a eletrização é causada por aumento na temperatura e compressão.

Influência em máquinas e equipamentos

Dentre todos os processos de geração de carga estática, o mais comum é o carregamento triboelétrico, o qual é causado pelo atrito entre duas superfícies. A eletrização triboelétrica se refere à transferência de cargas devido a contato e separação de materiais. A quantidade de carga gerada por esse processo depende de muitos fatores, como a área de contato, pressão de