Eletricidade INTRODUÇÃO TEÓRICA

INTRODUÇÃO TEÓRICA

O fenômeno eletrostático mais antigo conhecido é o que ocorre com o âmbar amarelo no momento em que recebe o atrito e atrai corpos leves.

O estudo de eletricidade originou- se de algumas observações realizadas aparentemente no século VI a. C., quando gregos teriam identificados os primeiros fenômenos elétricos. Ao que tudo indica Tales de Mileto, um filósofo, após ter atritado um pedaço de âmbar com pele de animal, verificou que o primeiro passou a atrair objetos leves, tais como a pena de uma ave ou pedaços pequeno de papel.

Por alguns séculos, o estudo de eletricidade não evoluiu quase nada. No século XVI, William Gilbert, um médico inglês, verificou que não somente o âmbar, mas diversas substâncias se eletrizavam ao serem atritadas. Como em grego a palavra âmbar é elektron, ele chamou esses materiais de elétricos. Daí nasceu também o nome eletricidade para esse ramo da Física.

O francês Du Fay verificou que havia dois tipos de eletricidade, fazendo experiência: ao atritar o âmbar com um pedaço de lã, este se eletrizava e repetia outro pedaço de âmbar igualmente eletrizado. Do mesmo modo, ao atritar o vidro com um pedaço de lã, este eletrizava e repelia outro pedaço de vidro igualmente eletrizado. No entanto, o vidro eletrizado atraía o âmbar eletrizado. Assim se nomeou a eletricidade do vidro de vítrea e a das demais substâncias de eletricidade resinosa.

Benjamin Franklin, um importante cientista do século XVIII, foi quem nomeou de positiva a eletricidade vítrea e de negativa a resinosa. E os experimentos feitos, objetivam mostrar a natureza elétrica da matéria já bem conhecida, e estudada anteriormente por vários cientistas, mas que ainda continuam causando admiração, e despertando o interesse e curiosidade de todos os que os observam.

TEORIA

Propriedade das Cargas Elétricas:

Inúmeros experimentos simples demonstram a existência de forças eletrostáticas. A cada elétrica é uma propriedade intrínseca das partículas fundamentais de que é feita a matéria; em outras palavras, é uma propriedade associada á própria existência dessas partículas.

As grandes quantidades de cargas que existem em qualquer objeto geralmente não podem ser observadas porque o objeto contém quantidades iguais de dois tipos de cargas: cargas positivas (prótons) e cargas negativas (elétrons). Quando existe essa igualdade (ou equilíbrio) de cargas, dizemos que o objeto é eletricamente neutro, ou seja, sua carga total é zero. Quando as quantidades dos dois tipos cargas contidas em um corpo são diferentes a, carga total é diferente de zero e dizemos que o objeto está eletricamente carregado. E inúmeras experiências feitas com cargas positivas e com cargas negativas levaram á conclusão das seguintes propriedades:

• Cargas elétricas positivas repelem-se;

• Cargas elétricas negativas repelem-se;

• Cargas elétricas de sinais opostos atraem-se.

Condutores e isolantes:

Em determinados meios materiais as cargas elétricas se movimentam com relativa facilidade, são os condutores de eletricidade. Quando as cargas elétricas encontram dificuldade para se movimentar, dizemos que o meio é isolante. Por exemplo, na borracha, no vidro, na lã, nos plásticos, a carga elétrica tem enorme dificuldade para se movimentar e, por isso, eles são considerados isolantes.

Nos metais, os elétrons se movimentam com relativa facilidade e isso se justifica pelo elevado número de elétrons livres presentes. Por isso, o cobre, alumínio, ouro, prata e outros metais são considerados bons condutores.

Eletrizar um corpo eletricamente neutro e tronar diferente o número de cargas positivas do número de cargas negativas. Isso só é possível acrescentando ou retirando elétrons do corpo, tendo em vista que as cargas positivas, das quais os prótons são portadores, encontram-se no núcleo dos átomos sendo impossível movimentá-las. São três as maneiras pelas quais é possível eletrizar um corpo eletricamente neutro:

• Eletrização por atrito;

• Eletrização por contato;

• Eletrização por indução;

Eletrização por atrito:

Ao atritarmos entre si duas substâncias diferentes, elas se eletrizam com cargas de sinais opostos. Isso se verifica com isolantes ou condutores de eletricidade. Como por exemplo, esfreguemos um pano de lã sobre um pedaço de vidro.

Este cederá elétrons para a lã e, desse modo, ficará eletrizado positivamente, enquanto a lã, negativamente. Conforme a figura 1 a seguir:

A série triboelétrica foi criada para classificar os materiais que se eletrizam por atrito, quanto à facilidade de trocarem cargas elétricas. Série triboelétrica é, portanto o termo utilizado para designar uma listagem de materiais em ordem crescente quanto à possibilidade de perder elétrons. Ou seja, quanto maior a facilidade em adquirir cargas positiva mais alta é a posição que ocupa na tabela. É o caso do atrito entre lã e PVC. Deste modo, foram classificados conforme o quadro abaixo.

*Série Triboelétrica.

Eletrização por contato:

Para eletrizarmos um corpo metálico, podemos fazer uso de outro corpo previamente eletrizado, encostando um no outro.

Se encostarmos uma esfera A de alumínio (neutra) em outra esfera B de alumínio eletrizada negativamente haverá passagem de elétrons de B para A e, ao final, estarão ambas negativas, conforme o a figura 2 abaixo.

Eletrização por indução:

A indução ocorre quando se tem um corpo que está inicialmente eletrizado e é colocado próximo a um corpo neutro. Com isso, a configuração das cargas do corpo neutro se modifica de forma que as cargas de sinal contrário a do bastão tendem a se aproximar do mesmo. Porém, as de sinais iguais tendem a ficar o mais afastado possível. Ou seja, na indução ocorre à separação entre algumas cargas positivas e negativas do corpo neutro ou induzido, como podemos observar na figura 3 abaixo.