O Relatório Eletroestática

Objetivo

A experiência realizada teve como objetivo demonstrar os efeitos da eletrização. Para isso, utilizou-se o programa “Balloons and Static Electricity” do projeto PhET Simulações Interativas da Universidade de Colorado Boulder.

Fundamentação Teórica

“Observando” os átomos de certo corpo é possível inferir se este se encontra em equilíbrio eletrostático (quando o número de prótons em seus átomos é igual ao número de elétrons) ou se o material se encontra eletrizado, ou seja, com excesso ou falta de elétrons em seus átomos. Eletrização é o nome dado ao fenômeno de tornar um corpo em estado de equilíbrio em um corpo eletrizado. Existem três processos de eletrização: A eletrização por atrito, por contato e por indução.

Eletrização por atrito

Nesse processo, temos dois corpos ISOLANTES envolvidos. Ao se usar o termo ISOLANTE, nos referimos a materiais que não conduzem eletricidade a menos que estejam em condições de campo elétrico intenso. Para cada material isolante existe um valor máximo de campo elétrico que, quando ultrapassado faz com que o corpo se comporte como condutor. A esse valor é dado o nome de rigidez elétrica.

Quando dois materiais isolantes são atritados um com o outro, um tende a ceder seus elétrons, se tornando positivamente carregado e o outro, que recebe os elétrons cedidos no processo, pode ser considerado um corpo de carga elétrica negativa no fim do processo. Uma tabela que lista alguns materiais isolantes e indica qual a tendência de sua carga ao fim de um processo de atrito de acordo com sua posição é conhecida como série triboelétrica. Veja um exemplo de uma série triboelétrica abaixo:

Eletrização por contato.

Diferente da eletrização por atrito descrita acima, esse tipo de eletrização é realizada com mais frequência entre corpos condutores e consiste apenas em fazer com que estes corpos entrem em contato. Para que esse tipo de eletrização ocorra, é necessário que pelo menos um dos corpos esteja carregado (positiva ou negativamente) antes do contato ser realizado.

Quando esse tipo de eletrização ocorre entre dois corpos condutores idênticos, a eletrização ocorre de maneira em que estes, ao fim do processo, dividam igualmente as cargas. Feita a média aritmética das cargas, é possível se obter a carga final.

Q = Carga resultante

Q1 e Q2 = Cargas dos condutores envolvidos no processo

Se o contato ocorre entre mais de duas cargas de modo simultâneo, a equação será:

Onde N = número de cargas envolvidas

Eletrização por indução

Esse tipo de indução ocorre entre dois corpos, onde um estará em equilíbrio e o outro se encontrará eletrizado antes de se iniciar o processo de eletrização. O corpo eletrizado será o indutor, enquanto o neutro será o induzido. Ao se aproximar o corpo indutor do corpo induzido, ocorrerá uma polarização de cargas no corpo induzido. Geralmente, a eletrização do corpo induzido ocorre quando neste é feito um aterramento, possibilitando assim que este corpo receba ou envie elétrons a terra. Ao fim do processo, com a remoção do aterramento e com o afastamento do corpo indutor, o corpo induzido