UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MATO GROSSO DO SUL – UEMS
CURSO DE FÍSICA
LABORATÓRIO DE FÍSICA II
PROF. EMERSON CANATO VIEIRA
Processos de Eletrização
Isolantes e Condutores:
No contexto do eletromagnetismo, podemos classificar os materiais em:
•
•
•
•
Condutores
Isolantes (ou dielétricos)
Semicondutores
Supercondutores.
Para o momento, vamos nos deter apenas nos condutores e nos dielétricos.
Como os nomes sugerem, um material condutor tem facilidade para conduzir a
eletricidade, enquanto um dielétrico não conduz a eletricidade. Na verdade, seria melhor
dizer que um dielétrico quase não conduz a eletricidade. Há circunstâncias (veremos
mais
tarde)
em
que
ele
também
conduz.
Podemos dizer, numa linguagem bastante simples, que um dielétrico é diferente
de um condutor porque este tem elétrons livres, que se encarregam de conduzir a
eletricidade. Assim, quando uma certa quantidade de carga elétrica é colocada num
material dielétrico, ela permanece no local em que foi colocada. Ao contrário, quando
esta carga é colocada num condutor, ela tenderá a se distribuir até que o campo no
interior do material seja nulo.
A contenção de correntes mediante a utilização de materiais (isolantes) que
oferecem alta resistência à passagem de corrente, suportam altas voltagens sem se
romper, e não se deterioram com o tempo. A resistência à luz solar, chuvas, faíscas e
abrasão também podem ser importantes. A resistência elétrica dos isolantes costuma
cair com a temperatura (com exceção do papel e do asbesto) e a presença de impurezas
químicas. As propriedades mecânicas desejadas variam conforme a aplicação: fios
requerem revestimentos flexíveis, feitos de materiais plásticos como o cloreto de
polvinil, enquanto o vidro e a porcelana são usados em dispositivos rígidos, como nos
isolantes destinados a apoiar cabos de alta tensão. Em geral, bons isolantes térmicos são
bons isolantes elétricos. Condutores elétricos são substâncias (geralmente metais) cuja
condutividade elevada as torna capazes de transmitir correntes elétricas. Geralmente são
usadas em forma de fios ou cabos. O melhor condutor é a prata, mas por razões
econômicas, o mais usado é o cobre. As cargas elétricas podem ser transportadas por
elétrons, como nos metais (condutores de 1ª espécie) ou por íons, como nos eletrólitos
(condutores de 2ª espécie), ou ainda, por elétrons e íons, como nos gases rarefeitos dos
tubos de descarga elétrica (condutores de 3ª espécie).
Processos de Eletrização:
Existem três tipos de Eletrização de corpos:
1. por atrito;
2. por contato;
3. por indução.
1- Eletrização por Atrito:
Tem-se a eletrização por atrito quando atrita-se dois corpos. Ex.: pegando-se
um canudinho de refrigerante e atritando-o com um pedaço de papel (pode ser
higiênico); observa-se através de experimentos que ambos ficam carregados com a
mesma quantidade de cargas, porem de sinais contrários.
Figura 1
2- Eletrização por Contato:
Quando dois corpos condutores entram em contato, sendo um neutro e outro
carregado, observa-se que ambos ficam carregados com cargas de mesmo sinal. Ex.:
tendo-se um bastão (ou outra esfera) carregado e uma esfera neutra inicialmente, ao
tocarem-se as esferas com este bastão verifica-se que a esfera adquire a carga de
mesmo sinal daquela presente no bastão.
Figura 2
3- Eletrização por Indução:
A indução ocorre quando se tem um corpo que esta inicialmente eletrizado e é
colocado próximo a um corpo neutro. Com isso, a configuração das cargas do corpo
neutro se modifica de forma que as cargas de sinal contrario a do bastão tendem a se
aproximar do mesmo. Porém, as de sinais iguais tendem a ficar o mais afastadas
possível. Ou seja, na indução ocorre a separação entre algumas cargas positivas e
negativas do corpo neutro ou corpo induzido.
Figura 3
Questões:
1) Sabendo que os nêutrons são constituídos de três quarks, up e down, e que o quark
up tem carga +2/3e, o quark down tem carga – 1/3e, qual deve ser a constituição de um
nêutron? Explique.
2) Um pêndulo eletrostático neutro é atraído tanto por um corpo eletrizado
negativamente como por um corpo eletrizado positivamente. Por quê?
3) Na eletrização por atrito, ambos os corpos adquirem cargas elétricas. Entretanto,
quando se eletriza um canudo com papel, só conseguimos atrair um pêndulo com o
canudo. Por que o papel não atrai o pêndulo? Explique.
4) A figura mostra duas placas condutoras apoiadas em suportes isolantes e um corpo
eletricamente carregado. Descreva uma forma de carregar eletricamente ambas as placas
ao mesmo tempo por indução, sem ligação a Terra.
Figura 4
5) Uma pilha de folhas de papel sulfite pode ter qualquer altura? Que relação tem essa
pergunta com a carga do elétron? Explique.