Vamos iniciar o estudo da Eletricidade. É a Eletricidade que explica o funcionamento de aparelhos como chuveiros, ventiladores, computadores, telefones, etc. Esta parte da Física estuda os efeitos de uma propriedade chamada carga elétrica.

Livro didático: Capítulo 1 - Processos de eletrização

Elétrons, Prótons e Nêutrons

Hoje sabemos que a matéria é feita de átomos, os quais são formados por três tipos de partículas: os prótons, os nêutrons e os elétrons.

Carga Elétrica

A experiência mostra que :
I. Entre dois elétrons existe um par de forças de repulsão.
II. Entre dois prótons existe um par de forças de repulsão.
III. Entre um próton e um elétron existe um par de forças de atração.

Para explicar esses efeitos nós dizemos que os prótons e os elétrons têm uma propriedade chamada carga elétrica:
- o próton tem carga elétrica positiva
- o elétron tem carga elétrica negativa
A carga elétrica do nêutron é zero pois o nêutron não atrai nem repele prótons ou elétrons.

No século XVII, o cientista francês Charles Augustin Coulomb (1736-1806) preocupou-se em estudar as forças de interação entre dois corpos eletrizados e por isso a unidade de medida para carga elétrica é o C (Coulomb)

A carga elétrica do próton e do elétron são iguais em módulo e é chamada de carga elétrica elementar, representada por e, onde

e = 1,6 . 10^-19 C

Eletrização

Num átomo o número de prótons é igual ao número de elétrons; portanto a carga elétrica total do átomo é igual a zero. No entanto, um átomo pode ganhar ou perder elétrons, tornando-se um íon.
O corpo que perde elétrons fica com um número maior de prótons, portanto sua carga é positiva (íon positivo = cátion). O corpo que ganha elétrons está com um número maior de elétrons, portanto, sua carga é negativa (íon negativo = aníon).

Eletrização por atrito

Para entender como ocorre a eletrização por atrito, faça a seguinte experiência: pegue uma caneta esferográfica e corte alguns pedaços de papel bem pequeno. Agora atrite a parte de trás da caneta em seu cabelo e depois aproxime a parte atritada aos pedaços de papel. Você irá observar os pequenos pedaços de papel sendo atraídos pela caneta.

Isso ocorre porque quando você atritou a caneta no seu cabelo, houve uma transferência de elétrons entre os dois corpos, o que deixou a caneta carregada eletricamente. Ao aproximar essa caneta dos pedaços de papel, que são neutros, eles serão atraídos.

Receber ou perder elétrons depende da substância de que é constituído o corpo. Esse fenômeno é chamado de triboelétrico e através de experimentos em laboratório são elaborada séries triboelétricas.

Eletrização por contato

Este tipo de eletrização ocorre quando um corpo condutor está carregado e entra em contato com um outro corpo. Neste processo, parte da carga irá ser transferida para o outro corpo de modo que os corpos envolvidos ficam carregados com cargas de mesmo sinal.

Na figura abaixo, vemos que a menina ao encostar em uma esfera condutora eletrizada, também ficou carregada com cargas de mesmo sinal da esfera. Prova disto, é observar que seu cabelo está "arrepiado". Como neste tipo de eletrização as cargas possuem mesmo sinal, os fios passam a se repelirem.

Eletrização por indução

A eletrização por indução pode ocorrer sem contato entre os corpos. Quando um corpo eletrizado (indutor) é aproximado de um condutor (induzido), inicialmente neutro, induz neste uma distribuição de cargas.

No esquema abaixo, mostramos uma forma de eletrizar duas esferas condutoras, inicialmente neutras, usando a indução.

Ao aproximar um bastão eletrizado positivamente, os elétrons do conjunto, serão atraídos para a extremidade mais próxima ao bastão. Mantendo ainda o bastão na mesma posição, separamos as esferas. Assim, a esfera mais próxima do bastão ficará com excesso de cargas negativas, enquanto a outra esfera ficará com falta de elétrons, ou seja, carregada positivamente.