PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO POR ATRITO E INDUÇÃO E SUAS APLICAÇÕES

INTRODUÇÃO TEÓRICA

As primeiras observações feitas dos fenômenos elétricos que se tem notícia aconteceram na Grécia no século VI a. C. e essas observações foram feitas pelo o filosofo e matemático Thales de Mileto, quando o mesmo atritou um pedaço de âmbar com pele de animal verificando que o mesmo poderia atrair pequenos corpos como palha e semente de grama.

Portanto as conclusões mais precisas sobre os fenômenos elétricos aconteceram no século XVI (aproximadamente 2 000 anos mais tarde), através das observações do médico inglês William Gilbert, quando o mesmo afirmou que vários corpos após serem atritados poderiam atrair uns aos outros, mesmo que esses corpos fossem pesados.

Condutor em equilíbrio eletrostático: Um condutor extenso eletrizado encontra-se em equilíbrio eletrostático quando, em sua superfície ou em seu interior, não existe movimento ordenado de cargas elétricas.

Quando ele recebe excesso de cargas elétricas e como elas se repelem e se movem no condutor, a tendência é ficar o mais longe possível. No interior do condutor, onde não existem cargas em excesso, o campo elétrico deve ser nulo e o potencial elétrico constante, caso contrário haverá movimento ordenado de elétrons.

Na superfície, o campo elétrico não é nulo e é normal à superfície (de afastamento para cargas positivas e de aproximação para negativas) e o potencial elétrico V é constante, pois as cargas elétricas em excesso não se movem.

Em todo condutor em equilíbrio eletrostático, oco ou maciço, a densidade, ou seja, a concentração de cargas elétricas é maior nas regiões mais pontiagudas. Por isso, nessas regiões a intensidade do campo elétrico maior e, se o condutor estiver eletrizado com cargas negativas é até possível que possa ocorrer emissões de elétrons em suas pontas.

Para-raios - se o campo elétrico que está próximo das pontas de certo condutor estiver muito intenso, ele pode ionizar os átomos dos elementos que formam o ar, que passa a não ser mais um isolante, tornando-se assim um condutor elétrico, e o condutor se descarrega através das pontas. Esse fenômeno é chamado poder das pontas e é baseado nele o funcionamento dos para-raios.

Blindagem eletrostática – Se, no interior de um condutor oco em equilíbrio eletrostático o campo elétrico é nulo, qualquer aparelho elétrico e eletrônico, quando colocado em seu interior ficará protegido de influências perturbadoras externas.

Esse fenômeno foi comprovado experimentalmente por Michael Faraday ao encerrar-se no interior de uma gaiola condutora, onde verificou não haver manifestação de fenômenos elétricos no seu interior.

Essa gaiola deve ser feita de material condutor de eletricidade e não precisa ser contínua, podendo ser uma rede metálica, por isso recebeu o nome de gaiola.Foi adaptada para proteger instrumentos e aparelhos de grande sensibilidade colocados em seu interior. Observe na figura abaixo que a esfera do pêndulo eletrostático quando está no interior da gaiola, não sofre influências elétricas da esfera externa eletrizada.

A blindagem eletrostática (gaiola de Faraday) também é utilizada nos carros e aviões, oferecendo proteção contra descargas elétricas. Construções também são feitas utilizando blindagem eletrostática, a fim de proteger seus equipamentos elétricos e eletrônicos.

OBJETIVO

O principal objetivo deste trabalho é compreender o conceito de carga elétrica através dos processos de eletrização por atrito e indução com experimentos realizados em laboratório e, após isso, relacionar estes processos à área de engenharia. Assim, podemos compreender melhor a importância dos processos de eletrização no nosso dia-a-dia e entender como é o funcionamento desses processos.

MATERIAIS UTILIZADOS

Para a realização do especifico experimento, utilizaremos os seguintes materiais:

• Haste metálica

• Bastões de diferentes materiais:

- Acrílico

-Vidro

-PVC

-Poliacetal

• Tecidos dos seguintes materiais:

-Algodão

-Lã

-Papel toalha

-Cabelo

-Poliester

METODOLOGIA

Primeiro passo: atritar o bastão de polipropileno com o papel toalha e coloca-lo na haste metálica.

Segundo passo: Escolher um dos tecidos e atrita-lo com os demais bastões, aproximando-os, um a um, do bastão da haste metálica e observar o que acontece.

Terceiro passo: Atritar o mesmo bastão (a sua escolha) com tecidos diferentes, um a um, e aproximando o bastão da haste e observar o que acontece.

Observação: Sempre a cada observação, atritar novamente o bastão de polipropileno com o papel toalha para que não haja perca de carga elétrica durante o experimento.