ELETROSTÁTICA
Carga Elétrica e Eletrização dos Corpos
Eletrostática
Estuda os fenômenos relacionados
às cargas elétricas em repouso.
O átomo
O núcleo é formado por:
Prótons → cargas elétricas positivas
Nêutrons → não têm carga elétrica
Nas órbitas, estão os
Elétrons → cargas elétricas negativas
Princípio da Atração e Repulsão
“Cargas elétricas de sinais
contrários se atraem e de mesmos
sinais se repelem.”
Símbolos
q ou Q
Unidade de Medida
coulomb [C]
Módulo da carga
do próton e do
elétron:
q = 1,6 x10
−19
C
Eletrização dos Corpos
A eletrização de um corpo neutro pode ser obtida:
Retirando elétrons de seus átomos →
Inserindo elétrons em seus átomos →
Carga de um corpo: em que:
Q = n.q
(carga de um elétron)
n positivo = número de elétrons retirados
n negativo = número de elétrons inseridos
q = −1,6 x10 −19 C
Condutores
Muitos elétrons livres à
temperatura ambiente.
Exemplos:
cobre
e
alumínio.
Isolantes
Poucos elétrons livres à
temperatura ambiente.
Exemplos: ar, borracha e
vidro.
Um condutor quando eletrizado, os
e- livres distribuem-se na superfície
externa pois, devido a repulsão
mútua entre eles buscando assim o
maior afastamento possível entre
eles.
Processos de Eletrização
Atrito
Indução
Contato
Corpos neutros
z
+ atrito
e baixa
umidade
Corpos carregados
- as cargas são geradas pelo atrito entre duas
superfícies, sendo que pelo menos uma é
isolante.
contato
Corpo
CARREGADO
neutro
Corpo
carregado
indução
E
Corpo
CARREGADO
neutro
Corpo
carregado
Princípio da Conservação das Elétricas
Num sistema eletricamente isolado, a soma algébrica das cargas
elétricas positivas e negativas é constante.
Princípio da Força Eletrostática
Quanto menor a distância entre as cargas elétricas, maior é a força
de atração ou repulsão entre elas.
d1
d2
Gerador eletrostático
Controle da eletricidade estática
z
z
z
O controle da descarga eletrostática tem três formas
básicas:
Aterramento;
Isolação; e
Neutralização.
O objetivo é prevenir a geração das cargas estáticas e a
dissipação das já existentes.
- Controle da eletricidade estática
z
1 - Aterramento – funciona quando condutores tornam-se
carregado eletrostaticamente e, por meio de um sistema de
conexão a um potencial de terra podemos escoar as cargas,
neutralizando o seu potencial.
1 - Aterramento
Corpo
DESCARREGADO
carregado
Terra de proteção
próximo
• Proteger o usuário do equipamento das cargas
atmosféricas;
• “Descarregar” cargas estáticas acumuladas nas
carcaças das máquinas ou equipamentos para a terra;
• Facilitar o funcionamento dos dispositivos de proteção
(fusíveis, disjuntores, etc), através da corrente desviada
para a terra.
- Controle da eletricidade estática
z
z
2 - Isolação – o aterramento não irá funcionar com materiais
isolantes, então devemos manter a área de trabalho
(componentes e equipamentos) o mais afastado possível de
objetos isolantes, os quais podem armazenar grandes potenciais
eletrostáticos que não podem ser aterrados por serem isolantes.
A isolação é conseguida pelo afastamento ou pela blindagem
(barreira de material condutor devidamente aterrado).
TERRA
Condutor construído através de uma haste
metálica e que, em situações normais, não
deve possuir corrente circulante. O fio
terra vem identificado pelas letras PE e
deve ser de cor verde e amarela (ou apenas
verde)
NEUTRO
“Condutor” fornecido pela concessionária
de energia elétrica, pela qual há o retorno
da corrente elétrica.
MASSA
A parte da carcaça de um equipamento
que é ligada ao Terra é denominada
MASSA .
- Controle da eletricidade estática
z
z
z
3 - Neutralização – a isolação não pode ser 100%, em
virtude de que materiais isolantes fazerem parte dos
equipamentos – como por exemplo, a placa de circuito
impresso, por isso a neutralização deve atuar em conjunto
com a isolação.
A neutralização é executada normalmente por fluxo de ar
ionizado sobre os objetos eletrostaticamente carregados,
através de equipamentos denominados de ionizadores.
A neutralização não substitui os outros dois processos em
virtude da velocidade de descarga do corpo carregado não
prevenir a formação de elevados potenciais.
3 - Neutralização
Corpo
aterrado
Fluxo de ar
ionizado
Corpo
DESCARREGADO
carregado
Terra de proteção
próximo
Sistema de proteção antiestático completo
4
3
1
2
2
1
5
6
6
5
z
z
z
z
z
z
1 - cobertura condutiva ou dissipativa;
2 - fita de aterramento;
3 - pulseira antiestática em contato com a pele;
4 - ventilador ionizador;
5 - resistor de 1Mohm;
6 - tapete antiestático.
3