Descomplicando o vestibular: Noções de eletrostática

I-Introdução

Eletrostática é o nome que damos à dinâmica de atração existente entre as diferentes cargas dos corpos, antes ou após sua eletrização. Há muito tempo, observou-se no âmbar (resina vegetal petrificada), o qual era capaz de atrair pedaços de palha, após ser atritada ao pelo dos animais. Esse fenômeno é conhecido como eletricidade estática.

Após algum tempo, criou-se a idéia de carga existente nos materiais. Mas essas cargas so começaram a ser nomeadas de positivo e negativo por Benjamin Franklin, ao realizar experimentos de eletrostática com bastões de borracha e vidro.

Mais tardiamente, descobriu-se que a matéria era composta por átomos . E de uma maneira simplificada, foi dividido o átomo em duas regiões; o núcleo(contendo o próton) e a eletrosfera (que contém elétrons orbitantes). Essa descoberta ajudou a entender melhor o como funcionava a atração entre os bastões do experimento realizado por B. Franklin. Adimitiu-se, assim, o sinal positivo para o próton e o negativo para o elétron. E atualmente sabemos que as cargas dos elétrons e dos prótons são iguais em valores absolutos. Desta forma, um corpo neutro contém a mesma quantidade de prótons e elétrons.

A carga elétrica de um elétron ou de um próton, em modulo, é chamada de carga elétrica elementar (representado pela letra “e”), e seu valor é:

II-Condutores e Isolantes

Bons Condutores: materiais que possuem parte de seus elétrons sofrendo fraca atração pelo núcleo, possuindo, assim,  liberdade de movimento.

Maus Condutores:  são os materiais em que essa liberdade de movimento não é grande, ou seja, que os elétrons possuem grande atração pelo núcleo.

III- Quantidade de carga de um corpo (Q)

Deve-se ter em mente que um corpo é composto por cargas positivas (np) e negativas(ne). E, além disso, lembrar que se um corpo é neutro, seu número de prótons e elétrons são iguais(ne=np). Se ele for eletrizado positivamente, seu número de prótons é maior que de elétrons (np>ne) e quando eletrizado negativamente seu número de elétrons é maior que o número de prótons (np<ne).

Assim, como a quantidade de carga depende, basicamente, da quantidade de np e ne de um corpo para ser quantizada, seu calculo é dado por:

IV-Princípios Eletrostática

Princípio da conservação da carga elétrica: Em um sistema isolado, a quantidade de carga elétrica se conserva, ou seja, a soma algébrica das cargas elétricas do sistema é constante.

Princípio das Ações Elétricas: cargas de sinais opostos se atraem e cargas de sinais iguais se repelem.

V-Processos de eletrização

Processos de eletrização são métodos utilizados para a troca de carga elétrica entre corpos, adicionando-se ou retirando-se elétrons. Vemos a seguir os três principais processos: atrito, contato e indução.

Eletrização por atrito:  Os corpos acabam trocando suas cargas devido ao atrito. Assim, um cede elétrons, eletrizando-se positivamente, e o outro recebe esses elétrons, eletrizando-se, negativamente.

Eletrização por Contato: Ao colocarmos dois corpos condutores com cargas diferentes, eles trocarão elétrons até alcançarem o equilíbrio. Se os corpos forem idênticos, o equilíbrio ocorrerá quando as quantidades de cargas dos dois corpos se igualarem.

Eletrização por indução: É um processo de eletrização em que se acarreta (induz) a eletrização dos corpos.