Em qual processo de eletrização ocorre apenas uma separação entre algumas cargas positivas e negativas do corpo?

Por Administrador
01/06/2012 às 10:47

Processos de Eletrização 

A eletrização de um corpo inicialmente neutro pode ocorrer por atrito, por contato ou por indução.

a) Atrito – Na eletrização por atrito, os dois corpos adquirem a mesma quantidade de cargas, porém de sinais contrários. 

Em qual processo de eletrização ocorre apenas uma separação entre algumas cargas positivas e negativas do corpo?

b) Contato – Neste processo de eletrização, os corpos são colocados em contato, favorecendo uma nova distribuição de cargas pela superfície dos condutores. Na eletrização por contato, fica claro o Princípio da Conservação das Cargas Elétricas.

c) Indução – A eletrização de um condutor neutro pode ocorrer por simples aproximação de um outro corpo eletrizado, sem que haja o contato entre eles. 
Consideremos um condutor inicialmente neutro e um bastão eletrizado negativamente. Quando aproximamos o bastão eletrizado do corpo neutro, as suas cargas negativas repelem os elétrons livres do corpo neutro para posições as mais distantes possíveis.
Dessa forma, o corpo fica com falta de elétrons numa extremidade e com excesso de elétrons na outra.
O fenômeno da separação de cargas num condutor, provocado pela aproximação de um corpo eletrizado, é denominado indução eletrostática.
Na indução eletrostática, ocorre apenas uma separação entre algumas cargas positivas e negativas do corpo.
O corpo eletrizado que provocou a indução é denominado indutor e o que sofreu a indução é chamado induzido.
Se quisermos obter no induzido uma eletrização com cargas de um só sinal, basta ligá-lo à Terra, na presença do indutor.

 

Em qual processo de eletrização ocorre apenas uma separação entre algumas cargas positivas e negativas do corpo?

Nessa situação, os elétrons livres do induzido, que estão sendo repelidos pela presença do indutor, escoam para a Terra.
Desfazendo-se esse contato e, logo após, afastando-se o bastão, o induzido ficará carregado com cargas positivas.
No processo da indução eletrostática, o corpo induzido eletrizar-se-á sempre com cargas de sinal contrário ao das cargas do indutor.

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Confira aqui o que são os processos de eletrização e aprenda as especificidades de cada um deles: eletrização por contato, por atrito e por indução.

#3981 AutorRepresentação de uma pessoa Denis DataRepresentação de um calendário 04/09/2019 TempoRepresentação de um relógio 11min  de leitura

São denominados processos de eletrização, os processos através dos quais é possível carregar eletricamente um corpo originalmente neutro. Em outras palavras, são processos que nos permitem eletrizar corpos.

Primordialmente, os processos de eletrização são uma das bases da eletrostática.

A eletrostática é a área da física que estuda o comportamento de cargas elétricas em repouso, ou seja, cargas que não estão em movimento. Quer saber mais sobre essa área da física? Então confira nosso post sobre os principais fundamentos da eletrostática.

Primeiramente, saiba que existem três tipos principais de processos de eletrização: eletrização por contato, eletrização por atrito e eletrização por indução. Assim, a partir de agora, entraremos nos detalhes de cada um deles.

A eletrização por contato acontece quando um corpo carregado transfere uma parte de seu excesso de cargas para um corpo neutro através de um contato direto.

Por exemplo, quando um corpo negativamente carregado, ou seja, que possui um excesso de cargas negativas (elétrons) entra em contato direto com um corpo neutro, parte das suas cargas são transferidas para o corpo neutro:

Em qual processo de eletrização ocorre apenas uma separação entre algumas cargas positivas e negativas do corpo?

Essa transferência ocorre porque as cargas em excesso possuem mesmo sinal e, portanto, se repelem, tendendo a se afastar o máximo entre si.

Note que, ao fim do processo, ambos os corpos têm um excesso de cargas negativas, ou seja, estão negativamente carregados.

Esse processo pode ocorrer também envolvendo um corpo positivamente carregado, ou seja, com excesso de cargas positivas (prótons) e um corpo neutro. Observe a imagem abaixo:

Em qual processo de eletrização ocorre apenas uma separação entre algumas cargas positivas e negativas do corpo?

No entanto, nesse caso, nenhuma carga positiva passou do corpo eletrizado para o corpo neutro. Então, o que aconteceu?

Os prótons estão presos nos núcleos atômicos, apenas os elétrons são capazes de se mover entre os corpos. Então, alguns elétrons do corpo neutro foram transferidos para o corpo eletrizado, atraídos pelo excesso de cargas positivas.

Esse processo deixou ambos os corpos deficientes de elétrons, ou seja, positivamente carregados.

Com toda a certeza você deve ter notado nas imagens que as cargas estão sempre distribuídas uniformemente pela superfície das esferas. Isso só ocorre, no entanto, se os corpos forem feitos de materiais condutores, onde os elétrons têm total liberdade para se mover e se afastar ao máximo uns dos outros.

Dessa forma, no caso de corpos feitos de materiais isolantes, onde as cargas não possuem tanta liberdade para se mover, os elétrons trocados tendem a ficar “presos” no local onde o contato ocorreu.

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Conservação de Cargas

Em primeiro lugar, é importante lembrar que cargas elétricas não podem ser criadas ou destruídas, apenas transferidas entre os corpos.

Sendo assim, quando dois corpos de cargas inicias Q₁ e Q₂ entram em contato e trocam cargas, terminando o processo com cargas Q’₁ e Q’₂ , a soma das cargas iniciais deve ser sempre igual à soma das cargas finais:

Em qual processo de eletrização ocorre apenas uma separação entre algumas cargas positivas e negativas do corpo?
Conservação da carga elétrica

Se os dois corpos em questão forem idênticos, ou seja, se tiverem as mesmas dimensões e a mesma forma, a carga final Q’ em cada corpo, após o contato, é a mesma e é dada por:

Em qual processo de eletrização ocorre apenas uma separação entre algumas cargas positivas e negativas do corpo?

Em que Q₁ e Q₂ são as cargas originais dos corpos, antes do contato.

Processos de Eletrização por Atrito

A eletrização por atrito também ocorre por contato direto entre dois corpos. Só que, nesse caso, nenhum dos corpos está inicialmente carregado.

Tá, mas como isso é possível? Como o nome já diz, isso ocorre através do atrito.

Em suma, quando dois corpos, feitos de materiais diferentes são atritados, alguns elétrons de um corpo podem se desprender, sendo transferidos para o outro corpo.

Por exemplo, quando atritamos um bastão de vidro com um pedaço de seda, o vidro perde elétrons, ficando positivamente carregado, e a seda ganha esses elétrons, ficando negativamente carregada:

Em qual processo de eletrização ocorre apenas uma separação entre algumas cargas positivas e negativas do corpo?

Tá, mas o que define qual material ganha e qual perde elétrons durante um processo de eletrização por atrito?

Existe uma ordem de prioridade entre os materiais, chamada de série triboelétrica (do grego, tribos = fricção). Confira parte dela na tabela abaixo:

Materiais
Extremidade Positiva (+)
Pela Humana Seca
Couro
Vidro

Seda
Alumínio
Papel
Madeira
Cobre
Poliéster
Isopor
Silicone
Extremidade Negativa (-)

Dessa maneira, quando dois materiais são atritados, aquele que estiver mais próximo da extremidade positiva da série perde elétrons e fica carregado positivamente. Analogamente, aquele que estiver mais próximo da extremidade negativa da série ganha elétrons e fica negativamente carregado.

Processo de Eletrização por Indução

A eletrização por indução é diferente, pois ocorre sem que haja contato direto entre o corpo carregado e o corpo neutro.

Tá, mas como isso acontece?

Em resumo, essa eletrização começa quando o corpo carregado se aproxima e induz a separação de cargas no corpo neutro. Assim, quando isso ocorre, dizemos que esse corpo está polarizado, porque aparecem dois polos, um positivo (onde existe um excesso de cargas positivas) e um negativo (onde existe um excesso de cargas negativas).

Observe o exemplo abaixo:

Em qual processo de eletrização ocorre apenas uma separação entre algumas cargas positivas e negativas do corpo?

Em (a), as esferas condutoras A e B estão se tocando, logo, elas formam um único condutor neutro.

Em (b), alguém aproxima um bastão negativamente carregado da esfera A. Ao passo que as cargas negativas presentes nela tentarão se afastar ao máximo do bastão. Portanto, a esfera A fica positivamente carregada e a esfera B fica negativamente carregada.

Em (c), as esferas A e B foram separadas, sem que o bastão fosse afastado de A.

Em (d), portanto, afastamos o bastão e chegamos ao estágio final da eletrização por indução. A esfera A está carregada positivamente, a esfera B está carregada negativamente e o bastão continua com sua carga original.

Parece algo bastante teórico, né? No entanto, saiba que a eletrização por indução acontece constantemente na natureza. Por exemplo, as nuvens carregadas induzem a eletrização da superfície terrestre, gerando, por consequência, os raios. Quer saber mais sobre como isso funciona? Então confira nosso post sobre raios, trovões e relâmpagos.

Indução por Aterramento

A eletrização por indução pode ocorrer também através de um aterramento.

Observe um exemplo na imagem abaixo:

Em qual processo de eletrização ocorre apenas uma separação entre algumas cargas positivas e negativas do corpo?

Em A, temos uma esfera condutora neutra.

Em B, aproximamos um bastão negativamente carregado que, assim, como no exemplo anterior, polariza a esfera, ou seja, causa uma separação de cargas dentro dela.

A diferença no processo acontece em C: a esfera é aterrada, ou seja, conectada com o solo através de um fio condutor, o que permite a fuga das cargas negativas para o solo.

Em D, o bastão carregado é removido.

E, finalmente, em E temos uma esfera carregada positivamente.

Indução em Materiais Isolantes

É importante notar que a polarização pode ser induzida também em materiais isolantes, mas de uma forma um pouco diferente.

Observe no exemplo abaixo o que acontece quando aproximamos um bastão carregado de um pedaço de plástico:

Em qual processo de eletrização ocorre apenas uma separação entre algumas cargas positivas e negativas do corpo?

Dessa forma, os elétrons não podem se mover livremente em materiais isolantes, o que impede uma polarização completa. Porém, como podemos notar na imagem, cada molécula do material é polarizada, ou seja, dentro de cada molécula, um lado se torna mais positivo e o outro se torna mais negativo.

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Quais são os processos de eletrização de um corpo?

O fenômeno da eletrização consiste na transferência de cargas elétricas entre os corpos, e essa transferência pode ocorrer por três processos conhecidos: por atrito, por contato e por indução.

O que e o processo de eletrização por indução?

A eletrização por indução consiste em atribuir carga elétrica a um objeto utilizando outro corpo carregado sem que haja contato entre eles. Eletrizar um objeto por indução significa atribuir-lhe carga elétrica utilizando outro corpo eletrizado sem que haja contato entre eles.

O que e o processo de eletrização por atrito?

Quando dois materiais de composição diferente são atritados, um irá perder elétrons para o outro. A esse processo dá-se o nome de eletrização por atrito. Os processos de eletrização consistem em gerar um desequilíbrio no número de prótons e elétrons de um corpo qualquer.

Quando ocorre a eletrização por contato?

Eletrização por Contato Este tipo de eletrização ocorre quando um corpo condutor está carregado e entra em contato com um outro corpo. Parte da carga irá ser transferida para o outro corpo.