Eletrização de Corpos

A única modificação que um átomo pode sofrer sem que haja reações de alta libertação e/ou absorção de energia é a perda ou ganho de eletrões.

Por isso, um corpo é chamado neutro se ele tiver número igual de protões e de eletrões, fazendo com que a carga elétrica sobre o corpo seja nula.

Pela mesma analogia podemos definir corpos eletrizados positivamente e negativamente.

Um corpo eletrizado negativamente tem maior número de eletrões do que de protões, fazendo com que a carga elétrica sobre o corpo seja negativa.

Um corpo eletrizado positivamente tem maior número de protões do que de eletrões, fazendo com que a carga elétrica sobre o corpo seja positiva.

Fique atento: É comum haver confusão sobre corpos positivamente carregados, principalmente, já que é plausível de se pensar que para que o corpo tenha carga elétrica positiva ele deva receber carga elétrica positiva, ou seja, ganhar protões. Quando na verdade um corpo está positivamente carregado se ele perder eletrões, ficando com menos carga elétrica negativa. Para que durante os cálculos você não se confunda, lembre que a física vista a nível de ensino médio estuda apenas reações elementares e cotidianas, como o movimento de elétrons. As reações onde as partículas intranucleares (neutrões e protões) podem ser modificadas são estudadas na parte da ciência conhecida como Física Nuclear.

Eletrizar um corpo significa basicamente tornar diferente o número de protões e de eletrões (adicionando ou reduzindo o número de eletrões).

Podemos definir a carga elétrica de um corpo (Q) pela relação:

Onde:

Q= Carga elétrica, medida em coulomb no SI

n= quantidade de cargas elementares, que é uma grandeza adimensional e têm sempre valor inteiro (n=1, 2, 3, 4 ...)

e= carga elétrica elementar ()

A eletrostática é basicamente descrita por dois princípios, o da atração e repulsão de cargas conforme seu sinal (sinais iguais se repelem e sinais contrários se atraem) e a conservação de cargas elétricas, a qual assegura que em um sistema isolado, a soma de todas as cargas existentes será sempre constante, ou seja, não há perdas.

Processos de eletrização

Considera-se um corpo eletrizado quando este tiver número diferente de protões e eletrões, ou seja, quando não estiver neutro. O processo de retirar ou acrescentar eletrões a um corpo neutro para que este passe a estar eletrizado denomina-se eletrização.
Alguns dos processos de eletrização mais comuns são:

Eletrização por Atrito:

Este processo foi o primeiro de que se tem conhecimento. Foi descoberto por volta do século VI a.C. pelo matemático grego Tales de Mileto, que concluiu que o atrito entre certos materiais era capaz de atrair pequenos pedaços de palha e penas.

Posteriormente o estudo de Tales foi expandido, sendo possível comprovar que dois corpos neutros feitos de materiais distintos, quando são atritados entre si, um deles fica eletrizado negativamente (ganha eletrões) e outro positivamente (perde eletrões).
Quando há eletrização por atrito, os dois corpos ficam com cargas de módulo igual, porém com sinais opostos.
Esta eletrização depende também da natureza do material, por exemplo, atritar um material m1 com uma material m2 pode deixar m1 carregado negativamente e m2 positivamente, enquanto o atrito entre o material m1 e outro material m3 é capaz de deixar m1 carregado negativamente e m3 positivamente.
Convenientemente foi elaborada uma lista em dada ordem que um elemento ao ser atritado com o sucessor da lista fica eletrizado positivamente.

Eletrização por contato:

Outro processo capaz de eletrizar um corpo é feito por contato entre eles.
Se dois corpos condutores, sendo pelo menos um deles eletrizado, são postos em contato, a carga elétrica tende a se estabilizar, sendo redistribuída entre os dois, fazendo com que ambos tenham a mesma carga, inclusive com mesmo sinal.
O cálculo da carga resultante é dado pela média aritmética entre a carga dos condutores em contato.

Por exemplo:

• Um corpo condutor A com carga  é posto em contato com outro corpo neutro . Qual é a carga em cada um deles após serem separados.

• Um corpo condutor A com carga  é posto em contato com outro corpo condutor B com carga , após serem separados os dois o corpo A é posto em contato com um terceiro corpo condutor C de carga  qual é a carga em cada um após serem separados?

Ou seja, neste momento:

Após o segundo contato, tem-se:

E neste momento:

Ou seja, a carga após os contados no corpo A será +1C, no corpo B será -2C e no corpo C será +1C.

Um corpo eletrizado em contato com a terra será neutralizado, pois se ele tiver falta de elétrons, estes serão doados pela terra e se tiver excesso de elétrons, estes serão descarregados na terra.

Eletrização por indução eletrostática

Este processo de eletrização é totalmente baseado no princípio da atração e repulsão, já que a eletrização ocorre apenas com a aproximação de um corpo eletrizado (indutor) a um corpo neutro (induzido).
O processo é dividido em três etapas:
- Primeiramente um bastão eletrizado é aproximado de um condutor inicialmente neutro, pelo princípio de atração e repulsão, os elétrons livres do induzido são atraídos/repelidos dependendo do sinal da carga do indutor.

- O próximo passo é ligar o induzido à terra, ainda na presença do indutor.

- Desliga-se o induzido da terra, fazendo com que sua única carga seja a do sinal oposto ao indutor.

Após pode-se retirar o indutor das proximidades e o induzido estará eletrizado com sinal oposto à carga do indutor e as cargas se distribuem por todo o corpo.