Maneiras de eletrificar um corpo (com exemplos)

Há três Maneiras de eletrificar um corpo, Ou o que é o mesmo, porque um pequeno desequilíbrio em suas cargas elétricas para que o objeto adquira uma carga líquida. Essas formas de eletrificação estão esfregando, indução e contato.

Os gregos antigos observaram que âmbar, a seiva fóssil de uma árvore, conseguiu atrair pedaços de cabelo ou fibra quando foi esfregado com um pano de pele. Por causa disso, o material foi eletrificado por um curto período de tempo.

Outros materiais também têm essa propriedade interessante, como vidro, plástico e algumas pedras preciosas.

Por exemplo, ao separar as peças de roupa recente. E se combinarmos vigorosamente com um pente de plástico, isso atrairá pedaços de papel.

Um bom exemplo de eletrificação é o cabelo deste pequeno enquanto desliza em torno do slide. Cada cabelo tem excesso do mesmo tipo de carga e é por isso que eles repelem e se levantam. Fonte: Wikimedia Commons.

Acontece também que, ao deslizar ao redor do assento de um carro, parece um tremor desagradável ao tocar a alça ou o corpo.

Esses fenômenos têm sua origem nas partículas subatômicas: prótons -com carga positiva, nêutrons -sin carga e elétrons -com carga negativa-.

Normalmente, as substâncias estão em um estado neutro, pois os átomos têm a mesma quantidade de prótons que os elétrons. Mas ao esfregar um pouco com lã, seda ou pele, eles são capazes de atrair ou repelir outros materiais.

E se um corpo de corpo carregado eletricamente se aproximar de um segundo objeto, ele poderá desistir ou capturar cargas, deixando o outro igualmente eletrificado. Vamos ver as maneiras pelas quais isso acontece.

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Eletrização esfregando

A eletrização por esfregar consiste em esfregar um material com outro, assim um deles captura ou produz elétrons, ambos com uma certa carga líquida.

Os elétrons, embora sujeitos ao núcleo atômico formados por prótons e nêutrons, têm boa mobilidade e os mais externos podem até se separar em certos casos. Obviamente, para isso, uma quantidade de trabalho deve ser feita, o que dependerá da natureza do material.

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Descascando cabelos com um pente de plástico faz com que os elétrons de cabelo sejam lançados e vá para o plástico, deixando isso com um excesso.

Também podemos tentar esfregar barras de vidro ou ebonite com panos de seda. Os elétrons saem do vidro e vão para seda, que os aceita facilmente.

Agora, quando você traz duas barras de vidro esfregadas com pano de seda, observa -se que Eles repelem. Em vez Eles atraem.

O mesmo acontece experimentando outros materiais: alguns são atraídos após serem esfregados e outros repelem. De qualquer forma, é devido a um excesso ou defeito de elétrons.

Isso significa que existem dois tipos de carga elétrica. Quando dois corpos têm diferentes tipos de carga, eles atraem. Mas se eles tiverem o mesmo tipo, eles repelir.

Benjamín Franklin (1706-1790) realizou muitos experimentos como esses e sugeriu o nome de Eletricidade positiva para a qual o vidro esfregado com seda adquire, e o outro tipo de carga foi renomeado eletricidade negativa.

A conservação e quantização da carga elétrica

É importante observar que, durante os processos de carga, isso não é criado, se destrói. O que observamos é que a carga passa de um material para outro, portanto é possível estabelecer o Princípio de conservação de carga elétrica, como um princípio fundamental da física.

É análogo a quando dizemos que a energia não é criada ou destruída, mas que é transformada. Da mesma maneira, é estabelecido que a carga elétrica também não é criada ou destruída, ela é transferida apenas de um corpo para outro.

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Outro fato importante é que, quando há transferência de elétrons de um material para outro, ele sempre ocorre em quantidades inteiras, porque os elétrons não dividem.

Conclui -se que a carga elétrica é quantizada, sendo o Quantum de carga - a menor carga possível - a do elétron, indicado pelo símbolo e e o sinal negativo:

E = -1.6 x 10 ^-19 Coulomb.

O Coulomb, abreviado C, é a unidade do sistema internacional se para carga elétrica.

Um objeto carregado, digamos, devido ao excesso de elétrons, tem esse valor em carga negativa. Por outro lado, um com defeito de elétrons, tem uma carga n.E com sinal positivo.

Eletrificação de indução

Por mais que esfreguem, objetos de metal não adquirem carga líquida esfregando.

Mas uma esfera de metal é elétrica quando é abordada, por um lado, e sem toque.

Dessa maneira, o ônus negativo irá da esfera para o corpo da pessoa. Em seguida, o dedo é removido e a barra se afasta e, portanto, a esfera é com uma carga líquida positiva.

Eletrificação de indução em uma esfera de metal. Fonte: Thomas, W. Física conceitual.

O experimento funciona independentemente de que a barra tenha carga positiva ou negativa, mas a esfera deve ser metal, porque se for vidro, não pode ser carregado dessa maneira.

Isso se deve a uma propriedade muito interessante: os elétrons em metal têm maior mobilidade do que vidro ou plástico.

Motoristas e isoladores

Como vimos, os materiais respondem de maneira diferente à eletrificação. Âmbar, plástico, vidro e borracha rígida pertencem ao grupo conhecido como Isolante, enquanto metais e soluções salinas são motoristas.

Nos motoristas, pelo menos um dos elétrons mais externos do átomo tem facilidade para se destacar e se mover para dentro do material.

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Portanto, se um agente fizer o trabalho necessário, os elétrons podem se mover de maneira ordenada em fios metálicos ou em água salgada e, assim, criar uma corrente elétrica.

Deve -se notar que há também uma grande variedade de materiais com comportamento intermediário, que são chamados semicondutores, Muito importante na fabricação de dispositivos eletrônicos.

Electrificação de contato

Em acidentes em linhas elétricas, é eletrificado por contato

A carga elétrica flui entre dois objetos colocados em contato direto. Se houver excesso de elétrons em um, uma parte passará para o outro objeto. E se, pelo contrário, houver defeito, um dos objetos poderá dar elétrons ao outro, deixando os corpos com cargas do mesmo sinal.

Por exemplo, tocando uma esfera de metal com uma barra de plástico carregada anteriormente, alguns dos elétrons que excedem a barra passam diretamente para a esfera.

Dessa maneira, a esfera de metal foi carregada pelo contato direto, distribuindo excesso de carga entre eles, sempre respeitando o princípio da conservação da carga.

Também podemos entrar em contato com duas esferas de metal carregadas, colocadas em suportes isolantes. Se as esferas forem idênticas, a carga será distribuída entre elas em partes iguais.

Referências

1. Bauer, w. 2011. Física para engenharia e ciências. Volume 2. Mc Graw Hill.
2. Figueroa, d. Série física para ciência e engenharia. Vol. 5 Eletrostático. Editado por d. Figueroa. USB.
3. Giambattista, a. 2010. Física. 2º. Ed. McGraw Hill.
4. Giancoli, d.  2006. Física: Princípios com aplicações. 6º. Ed. Prentice Hall.
5. Thomas, w. 2007. Física conceitual. McGraw Hill.