OS PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO

Engenharia Química

Fenômenos Físicos e Químicos e suas Aplicações

RELATÓRIO 1

PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO

Data da realização do experimento:
Turma:	Prof.
Aluna:	RA:

UBERABA - MG

2010

Engenharia Química

RELATÓRIO 1

PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO

Trabalho do Curso de Engenharia Química da Universidade como parte das exigências da disciplina Fenômenos Físicos e Químicos e suas Aplicações III.

Orientador:

UBERABA – MG

2015

1. INTRODUÇÃO TEÓRICA

A carga elétrica é uma propriedade intrínseca da matéria, responsável pelos fenômenos elétricos e sua unidade de carga no SI é Coulomb (C). Os materiais são constituídos por prótons, elétrons e nêutrons. Os condutores elétricos são materiais que apresentam cargas elétricas (elétrons ou íons) quase livres, o que facilita a mobilidade dos mesmos em seu interior. São considerados bons condutores os materiais com alto número de portadores de cargas elétricas livres e que apresentam alta mobilidade desses portadores de cargas elétricas.

Considera-se um corpo eletrizado quando este tiver número diferente de prótons e elétrons, ou seja, quando não estiver neutro (nº P = nº E). O processo de retirar ou acrescentar elétrons a um corpo neutro para que este passe a estar eletrizado denomina-se eletrização.

Alguns dos processos de eletrização mais comuns são: atrito, contato e indução.

 

Eletrização por Atrito: Este processo foi o primeiro de que se tem conhecimento. Foi descoberto por volta do século VI a.C. pelo matemático grego Tales de Mileto, que concluiu que o atrito entre certos materiais era capaz de atrair pequenos pedaços de palha e penas. Posteriormente o estudo de Tales foi expandido, sendo possível comprovar que dois corpos neutros feitos de materiais distintos, quando são atritados entre si, um deles fica eletrizado negativamente (ganha elétrons) e outro positivamente (perde elétrons). Quando há eletrização por atrito, os dois corpos ficam com cargas de módulo igual, porém com sinais opostos. Esta eletrização depende também da natureza do material, por exemplo, atritar um material m1 com uma material m2 pode deixar m1 carregado negativamente e m2 positivamente, enquanto o atrito entre o material m1 e outro material m3 é capaz de deixar m1 carregado negativamente e m3 positivamente. Podemos perceber esse processo de eletrização no nosso cotidiano, por exemplo: quando penteamos nosso cabelo, inicialmente, o pente e o cabelo estão neutros, depois de ocorrer o atrito (ato de pentear), o pente adquire cargas negativas do cabelo, assim, o cabelo fica carregado positivamente. Convenientemente, foi elaborada uma lista em dada ordem que um elemento ao ser atritado com o sucessor da lista fica eletrizado positivamente. Esta lista é chamada Série Triboelétrica.

A Série Triboelétrica, mostrada na Figura 1, é uma lista de materiais onde mostra quais são aqueles que têm uma maior tendência de se tornarem positivamente eletrizados (+) e quais os que apresentam maior tendência de se tornarem negativamente eletrizados (-). Essa lista torna-se, assim, uma ferramenta indispensável para se determinar que combinação de materiais (que pares de substâncias devem ser atritadas). Pode-se usar para um eficiente processo de eletrização por atrito. Nessa lista, destaca-se:

• Quais os materiais de uma série tribo elétrica.
• Quais são as melhores combinações de pares de materiais.
• Quais são as combinações aceitáveis.

[pic 1]

Figura 1: Série Triboelétrica.

Eletrização por Contato: Outro processo capaz de eletrizar um corpo é feito por contato entre eles. Se dois corpos condutores, sendo pelo menos um deles eletrizado, são postos em contato, a carga elétrica tende a se estabilizar, sendo redistribuída entre os dois, fazendo com que ambos tenham a mesma carga, inclusive com mesmo sinal. O cálculo da carga resultante é dado pela média aritmética entre a carga dos condutores em contato.

Por exemplo:

• Um corpo condutor A com carga [pic 2]é posto em contato com outro corpo neutro [pic 3]. Qual é a carga em cada um deles após serem separados.

[pic 4]

• Um corpo condutor A com carga [pic 5]é posto em contato com outro corpo condutor B com carga [pic 6], após serem separados, o corpo A é posto em contato com um terceiro corpo condutor C de carga [pic 7]qual é a carga em cada um após serem separados?

[pic 8]

Ou seja, neste momento:

[pic 9]

Após o segundo contato, tem-se:

[pic 10]

E neste momento:

[pic 11]

Ou seja, a carga após os contados no corpo A será +1C, no corpo B será -2C e no corpo C será +1C.

Um corpo eletrizado em contato com a terra será neutralizado, pois se ele tiver falta de elétrons, estes serão doados pela terra e se tiver excesso de elétrons, estes serão descarregados na terra.

Eletrização por Indução Eletrostática: Este processo de eletrização é totalmente baseado no princípio da atração e repulsão, já que a eletrização ocorre apenas com a aproximação de um corpo eletrizado (indutor) a um corpo neutro (induzido). O processo é dividido em três etapas: