Colégio Estadual “Fausto Cardoso”
Professora: Marijalma Reis Série: 3ª Turmas: A, B, C e D
Data: 24/06/2020 Disciplina: Física
CONTEÚDO: PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO
Pense e responda: Uma bexiga cheia de ar, fechada, é esfregada vigorosamente nos cabelos de uma menina. Depois, com a mão, a bexiga é encostada em uma parede lisa e vertical. Ao retirar a mão, a bexiga permanece fixada à parede. Por que isso ocorre?
Costumamos eletrizar os objetos, até mesmo sem perceber. Por exemplo, quando passamos uma flanela nos móveis, penteamos os cabelos, limpamos os para-brisas do carro com um pano ou papel, enxugamos as mãos com papel toalha etc.
Vimos que os corpos eletricamente neutros possuem carga positiva igual a negativa. Assim, quando retiramos elétrons de um corpo neutro ou lhe fornecemos elétrons, ele fica eletricamente carregado positiva ou negativamente.
Existem vários processos para eletrizar um corpo. Vamos estudar a seguir três desses processos.
ELETRIZAÇÃO POR CONTATO
Consideremos dois corpos condutores, um neutro e um com carga elétrica, por exemplo, negativa (número de elétrons maior que o número de prótons).
Ao colocarmos o condutor eletrizado em contato com o condutor neutro, parte dos elétrons em excesso do condutor eletrizado se transfere para o neutro, de modo que, ao serem separados, o corpo inicialmente neutro fica eletrizado.
Observe a representação a seguir:
No exemplo, consideramos um condutor carregado negativamente. Mas, se, ao contrário, tivermos um condutor neutro e outro eletrizado positivamente, depois do contato ambos ficarão eletrizados com cargas positivas. Como um corpo carregado positivamente tem deficiência de elétrons em relação ao número de prótons, os elétrons do corpo neutro são transferidos para o corpo carregado. Assim, não existe redistribuição de cargas positivas (prótons), já que os prótons fazem parte do núcleo.
ELETRIZAÇÃO POR ATRITO
Podemos observar que dois corpos de naturezas diferentes, ao serem atritados, ficam eletrizados.
Durante o contato (esfregaço) entre os corpos, há transferência de elétrons de um corpo para o outro. Por exemplo: quando você passa um pano de lã em um objeto de vidro, ocorre uma transferência de elétrons do vidro para a lã, com isso o vidro adquire carga elétrica positiva (cede elétrons) e o pano de lã adquire carga elétrica negativa (ganha elétrons).
Pelo atrito, um corpo recebe ou perde elétrons, dependendo de sua constituição. Um corpo que perde ou cede elétrons fica sempre eletrizado positivamente, enquanto um corpo que recebe elétrons fica eletrizado negativamente.
Experimentalmente, foi elaborada uma relação de materiais, ordenados de modo que, quando atritados dois a dois, fica positivo aquele que vem antes na lista, ou seja, o material que vem antes perde elétrons para o material posterior. Essa relação de materiais recebeu o nome de série triboelétrica.
Série triboelétrica
Exemplo: Se for atritado um objeto de prata com o cabelo humano, será verificado que o objeto de prata ficará carregado negativamente e o cabelo humano carregado positivamente.
ELETRIZAÇÃO POR INDUÇÃO
(Fonte:https://alunosonline.uol.com.br/fisica/eletrizacao-por-inducao.html)
É possível eletrizar um corpo neutro sem ser por atrito ou contato com um corpo eletricamente carregado. Quando um corpo eletrizado é aproximado de um neutro, ocorre uma indução eletrostática, que é a separação de cargas no corpo neutro.
A indução eletrostática é a denominação dada a um processo que permite a separação de cargas elétricas no interior de um condutor quando ele é aproximado de um corpo eletrizado. Observe na figura um esquema de como ela ocorre:
Inicialmente há um corpo neutro e um corpo carregado positivamente separados um do outro
Veja o que acontece quando aproximamos os dois objetos:
O esquema mostra como ocorre a indução eletrostática. Observe que, ao aproximarmos um corpo carregado positivamente de uma esfera condutora neutra, ocorre uma separação das cargas elétricas em seu interior. Isso acontece porque as cargas positivas da barra atraem as cargas negativas da esfera e repelem as positivas, que vão para o lado oposto, conforme uma das propriedades das cargas elétricas.
O corpo eletrizado que aproximamos do condutor é denominado indutor, e as cargas elétricas induzidas que ficam na superfície desse condutor são chamadas de cargas induzidas.
Vimos até agora como ocorre a separação de cargas elétricas no condutor, mas ele ainda é considerado neutro, já que tem o mesmo número de prótons e elétrons. Para que esse corpo fique eletrizado, devemos manter o indutor em suas proximidades e conectá-lo à terra. Observe a figura:
Os elétrons da terra são conduzidos pelo fio condutor para a parte positiva da esfera no sentido de neutralizá-la. Ao neutralizar as cargas elétricas positivas, o fio que conecta a esfera à terra é retirado e restam apenas as cargas negativas.
A esfera fica apenas com cargas negativas
Por fim, as cargas negativas distribuem-se uniformemente por toda a superfície da esfera. A haste de sustentação da esfera deve ser feita de um material isolante, como madeira ou plástico, de forma que não sirva para conduzir cargas elétricas da esfera para a terra ou vice-versa.
Na natureza, o principal exemplo de eletrização por indução são os raios. Quando uma nuvem está carregada eletricamente, ela induz na superfície, cargas de sinais opostos. Cria-se, então, um campo elétrico entre a superfície e a nuvem. Se esse campo for muito intenso, ocorrerá uma descarga elétrica muito forte, formando o raio.
Eletroscópios
Os eletroscópios são instrumentos usados para verificar a eletrização de um corpo e, eventualmente, por comparação, determinar o sinal de sua carga. Os tipos mais comuns são o pêndulo eletrostático e o eletroscópio de folhas.
Pêndulo eletrostático: dispositivo constituído de uma bolinha leve e condutora, presa a um suporte por um fio isolante. Ao aproximarmos um corpo eletrizado da bolinha, ela será atraída, visto que será induzida pela esfera carregada. A atração sofrida pela bolinha confirma a eletrização do corpo.
Eletroscópio de folhas: uma esfera (ou disco) metálica é conectada por uma haste metálica a duas folhas, também metálicas, que pendem presas a uma articulação. Ao aproximarmos um corpo eletrizado, ocorre a separação das cargas no eletroscópio, e as folhas metálicas, que ficam com a mesma carga, se separam.
Assistir às videoaulas sugeridas nos links abaixo:
(Opcional):
Estudos Complementares incluindo experimentos
retirados dos Links:
ATIVIDADE DE AVERIGUAÇÃO DE APRENDIZAGEM
Observação: A atividade a seguir é obrigatória, deverá ser copiada e respondida no caderno usando caneta azul ou preta e entregue a professora via whatsapp.
1. Basicamente, o que significa eletrizar um objeto?
2. Descreva os processos de eletrização por atrito, contato e indução.
3. Explique como ficam os sinais das cargas dos corpos ao serem eletrizados por:
a) contato;
b) atrito;
c) indução.
4. Para que servem os eletroscópios?
5. Pense e responda: Uma bexiga cheia de ar, fechada, é esfregada vigorosamente nos cabelos de uma menina. Depois, com a mão, a bexiga é encostada em uma parede lisa e vertical. Ao retirar a mão, a bexiga permanece fixada à parede. Por que isso ocorre?
6. Cite algumas situações em que você já experimentou um choque inesperado? Explique por que isso acontece.
7. Segundo consta na história da eletricidade, o filósofo grego Thales de Mileto esfregou uma resina vegetal fóssil (âmbar) na pele de um animal. De acordo com a série triboelétrica, qual deles ficou eletricamente negativo, o âmbar ou o animal? Justifique sua resposta.
8. Faça uma demonstração ou experimento mostrando um exemplo de processo de eletrização ou eletroscópio. Registre em vídeo ou imagem.