Processos de Eletrização
Podemos remover ou acrescentar elétrons de um corpo, de modo que ele fique eletrizado.
Nos corpos eletrizados manifestam-se forças que podem ser de repulsão ou atração.
Neste artigo teremos três assuntos importantes relacionados ao comportamento dos corpos eletrizados: o primeiro será sobre os processos de eletrização, ou seja, de que modo os corpos podem ser carregados de eletricidade; o segundo diz respeito ao modo como os corpos tendem a restabelecer o seu equilíbrio elétrico, livrando-se de suas cargas em excesso ou adquirindo as que estão em falta; o terceiro é a carga elétrica da terra. Veremos de que modo nosso planeta se comporta como um gigantesco reservatório de cargas elétricas.
E veremos mais sobre os seguintes assuntos:
- Série triboelétrica.
- Eletrização de condutores.
- A influência da eletricidade através do espaço.
- O mundo como um condutor carregado.
- Descarregando os corpos pela ligação terra.
Eletrização
Os corpos carregados de eletricidade apresentam propriedades que são aproveitadas na construção de inúmeros dispositivos elétricos e eletrônicos. Existem casos em que as cargas acumuladas nos corpos, são perigosas e até podem comprometer o funcionamento e a integridade de dispositivos e equipamentos eletrônicos.
Os corpos podem adquirir cargas elétricas quando perdem ou ganham elétrons, e isso ocorre com certa facilidade quando, por exemplo, atritamos um pente em um tecido. Quando fazemos isso estamos eletrizando os corpos (pente e tecido). Existem basicamente três processos de eletrização: atrito, contato e indução. Vejamos agora cada um deles separadamente.
Atrito
A eletrização por atrito ocorre quando atritamos um corpo em outro, elétrons de um podem passar para o outro. Nessas condições, os dois corpos ficam eletrizados, porém com cargas de sinais opostos.
Quando atritamos, como já mencionado, um pente num pedaço de tecido, o pente fica carregado positivamente e o tecido negativamente conforme mostra a figura abaixo.
Depois desse processo de eletrização, se aproximarmos o pente de pequenos pedaços de papel, ou mesmo de nosso cabelo, ocorre atração porque os átomos do pente atraem os elétrons do cabelo ou do papel.
A carga que cada material adquire depende de sua natureza, ou da posição que cada um ocupa na série triboelétrica. A série triboelétrica é uma lista de materiais em que o que está mais acima, ao ser atritado com um dos que estão mais abaixo, adquire carga positiva.
Veja abaixo um exemplo de série triboelétrica.
| Série Triboelétrica |
|---|
| Pele humana seca |
| Couro |
| Pele de coelho |
| Vidro |
| Cabelo humano |
| Nylon |
| Lã |
| Chumbo |
| Pele de gato |
| Seda |
| Alumínio |
| Papel |
| Algodão |
| Aço |
| Madeira |
| Âmbar |
| Borracha dura |
| Níquel e Cobre |
| Prata e Latão |
| Ouro e Platina |
| Poliéster |
| Poliuretano |
| Polietileno |
| Polipropileno |
| PVC |
| Silicone |
| Teflon |
Por exemplo, se atritarmos o vidro à lã, o vidro ficará carregado positivo e a lã negativo, já se o atrito for entre a lã e o papel, a lã ficará com carga positiva e o papel com carga negativa.
Contato
Se duas esferas condutoras, sendo uma a esfera denominada A, carregada positivamente e a outra esfera denominada B neutra, ao encostarmos a esfera A na esfera B aquela atrairá os elétrons da esfera B continuando ainda assim, a esfera A, carregada positivamente e a esfera B passará a estar carregada positivamente.
Agora estando a esfera A carregada negativamente, e a B neutra, ao encostarmos as duas esferas, os elétrons de A passarão para a esfera B tendo assim as duas esferas carregadas negativamente.
Veja esses exemplos nas imagens abaixo.
Em suma, basta encostarmos um corpo carregado em um que não esteja para que ele também fique carregado.
Observe que, neste processo de eletrização, os dois corpos ficam carregados com cargas do mesmo sinal.
Indução
Se aproximarmos um corpo carregado de um condutor, o corpo atrai os elétrons do condutor que, de um lado, fica carregado negativamente e, do outro, positivamente. A presença do corpo carregado, mesmo a certa distância do condutor, separa suas cargas (do condutor), que se deslocam de modo a carregar uma parte com eletricidade positiva e outra com eletricidade negativa. Se afastarmos do condutor o corpo carregado, as cargas do condutor voltam para suas posições normais, neutralizando-se.
Veja um exemplo na imagem abaixo.
Terra
A terra pode ser considerada um gigantesco condutor elétrico que, por definição, é neutro, mas pode fornecer ou receber elétrons em qualquer quantidade. Assim, qualquer corpo carregado, quando ligado à terra, vai descarregar-se, seja ele positivo ou negativo.
Um corpo com carga negativa, ao ser ligado à terra, perde seus elétrons em excesso, descarregando-se. Da mesma forma um corpo carregado positivamente, ao ser ligado à terra, recebe os elétrons que precisa para neutralizar-se.
Veja isso na imagem abaixo.
O conhecimento de que qualquer corpo ligado à terra descarrega-se é de vital importância para o trabalho em eletrotécnica e eletrônica. Em breve será criado um artigo nesse blog com maiores detalhes desse assunto.
A eletrização dos corpos é um fato de relevante importância na eletrônica industrial e mesmo na eletrônica de manutenção, pois existem componentes que são sensíveis à presença de corpos carregados. No entanto, mesmo na vida cotidiana existem situações em que um corpo adquire um grau de eletrização suficientemente elevado para ser perigoso.
Um caminhão de combustível em atrito com o ar, por estar isolado da terra pela borracha dos pneus, pode adquirir cargas suficientemente elevadas para provocar faíscas capazes de explodir seu conteúdo.
De forma semelhante, uma pessoa que caminha num tapete pode adquirir uma carga elevada a ponto de, ao tocar numa torneira ou outro objeto de metal, sofrer uma descarga e um forte choque.
Vejamos algumas perguntas e respostas ligadas ao tema desse artigo.
Como formam os raios?
O atrito com o ar carrega de eletricidade as partículas de água das nuvens. Quando as cargas adquirem valores muito altos, o ar úmido não consegue isolá-las e ocorre a descarga. Fluem, então, cargas de um ponto a outro de uma nuvem, ou entre a nuvem e o solo, produzindo-se o raio.
Por que os caminhões de combustível possuem pontas em seu chassi ou arrastam correntes?
A descarga da eletricidade acumulada nesses veículos poderia inflamar o combustível. Para evitar que isso ocorra, eles têm pontas em seu chassi, pois existe um fenômeno associado a estas pontas, que faz com que as cargas escapem com facilidade. Uma corrente arrastada no solo também faz com que os veículos se descarreguem.
Por que uma blusa de lã estala quando a tiramos?
O som que essa atividade às vezes provoca deve-se à descarga da eletricidade acumulada. Se tirarmos a blusa no escuro, podemos ver pequenas faíscas luminosas quando a descarga ocorre. Esta eletricidade é gerada pelo atrito da blusa com o nosso corpo e com o ar.
Por que não podemos tocar no terminais de certos componentes eletrônicos? O que isso tem a ver com a eletricidade de nosso corpo?
Quando caminhamos num tapete, nosso corpo pode adquirir cargas muito grandes. Se tocarmos nos terminais de componentes sensíveis, a carga acumulada no nosso corpo pode danificá-los.
Referências: Tecset Eletrônica
Texto: Tecset Eletrônica
Imagens: Tecset Eletrônica
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