Eletricidade estática

A electricidade estática ^PE é a carga elétrica num corpo cujos átomos apresentam um desequilíbrio em sua neutralidade. O ramo da física que estuda os efeitos da eletricidade estática é a Eletrostática.

O fenômeno da eletricidade estática ocorre quando a quantidade de elétrons gera cargas positivas ou negativas em relação à carga elétrica dos núcleos dos átomos.

Quando existe um excesso de elétrons em relação aos prótons, diz-se que o corpo está carregado negativamente. Quando existem menos elétrons que prótons, o corpo está carregado positivamente. Se o número total de prótons e elétrons é equivalente, o corpo está num estado eletricamente neutro.

Existem muitas formas de "produzir" eletricidade estática, uma delas é friccionar certos corpos, por exemplo, o bastão de âmbar, para produzir o fenômeno da eletrização por fricção.

A electricidade nos diversos materiais

A electricidade estática é o fenomeno de acumulação de cargas eléctricas em um material qualquer, condutor, semicondutor ou isolante. No material isolante, este efeito é facilmente detectado devido à dificuldade de deslocamento de cargas; quando o material isolante é eletrizado, ou seja, de alguma forma sofre um desequilíbrio entre cargas positivas e negativas, a natureza tende a reestabelecer o equilíbrio, mas isso leva algum tempo, e durante esse intervalo o material é capaz de atrair ou repelir outros isolantes devido à força columbiana. Nos condutores, o desequilíbrio de cargas altera o potencial eléctrico do material, isso faz com que surja uma diferença de potencial entre o material condutor electricamente carregado e a Terra, cujo potencial é considerado absoluto (V = 0). Em consequência dessa diferença de potencial, podem ocorrer descargas eléctricas a fim de reestabelecer o equilíbrio, só que nesse caso o deslocamento de cargas ocorre num tempo muito curto, podendo causar choques, faíscas, ruídos e outros fenomenos físicos capazes de provocar acidentes. Caminhões de produtos químicos precisam geralmente deselectrizar a carroçaria com o auxílio de uma corrente jogada no chão, para que não ocorram acidentes devidos à electricidade estática. Em semicondutores, as cargas acumuladas em um corpo podem alterar abruptamente a condutividade do material; em dispositivos semicondutores, esse efeito pode causar a queima do componente. Esse fato era muito comum antigamente nos componentes CMOS, mas esse problema já foi contornado.

Âmbar

O âmbar é uma resina semi-transparente fossilizada cuja cor é amarelada. Presume-se que seja proveniente de uma espécie já extinta de pinheiro. Os Paleontólogos freqüentemente encontram insetos pré-históricos quase intactos conservados dentro de pedaços de âmbar.. Quando posto em combustão, o âmbar exala um agradável aroma almiscarado.

Os gregos desde o século VI antes de Cristo esfregavam bastões de âmbar em tecido para atrair objetos leves tais como pequenos pedaços de palha, algodão entre outros. Tales de Mileto é tido como o primeiro a fazer experiências científicas com o âmbar no sentido de tentar explicar o fenômeno da atração.

William Gilbert (1544-1603), médico da rainha da Inglaterra Isabel I, foi quem introduziu a palavra "eletricidade", esta foi derivada da palavra grega "elektron" que era o nome que os gregos davam ao âmbar.

Du Fay, em 1733, descobriu duas formas de eletricidade diferentes. vítrea (gerada a partir de substâncias, como o vidro), resinosa (originada de substâncias, como o âmbar).

Em 1753, John Canton, descobriu que o vidro produz as duas formas de eletricidade. Sua geração dependia do material onde o vidro era friccionado. Em função da descoberta as designações vítrea e resinosa ficaram obsoletas e foram substituídas por eletricidade positiva e eletricidade negativa.

Geração

Quando se fricciona o vidro com lã, este fica eletrizado positivamente. Quando o atritamos com flanela, sua polarização se torna negativa. No caso da resina, ao friccioná-la com lã, sua polaridade se torna negativa, atritando-a com uma folha metálica, a sua carga fica positiva.

A carga elétrica é uma propriedade da matéria. Todo átomo contém um núcleo, este é constituído de prótons cuja carga elétrica é positiva, e nêutrons, estes não possuem carga. Orbitante em torno do núcleo atômico está uma nuvem de elétrons de carga elétrica negativa.

Em função das polaridades opostas foram atribuídos sinais positivo e negativo às cargas elétricas. Aquelas que possuem o mesmo sinal de polarização se repelem, as de sinais diferentes se atraem.

Todos os corpos possuem cargas elétricas (positivas e negativas). Se um determinado material está em equilíbrio, é considerado sem carga, ou neutro. Assim, considera-se material eletrizado aquele que possui mais cargas de uma determinada polaridade do que outra.

Eletrização

Quando os objetos estão carregados, não importa a polaridade, estão eletrizados. A eletrização pode ocorrer por indução, contato e posterior separação entre dois materiais, ou atrito.

Para se criar eletricidade estática em laboratório, um bom exemplo é o conhecido Gerador Eletrostático de Van de Graaff. Casualmente podemos gerar eletricidade estática ao atritar um cobertor, roupa de lã, etc ao nosso corpo, também no caminhar, o contato e separação da sola de nossos calçados com o piso gera eletricidade estática.

É o processo pelo qual um corpo elétricamente neutro, adquire cargas elétricas.

Eletrização por Atrito

Pode-se eletrizar um corpo atritando-o á outro, fazendo com que um deles perca elétrons, e consequentemente deixando-o com carga elétrica (positiva ou negativa). A carga dos corpos eletrizados desse modo possuem carga de sinais opostos. Um exemplo é quando passamos um pente várias vezes no cabelo , o pente fica carregado,podemos perceber isso aproximando-o a pequenas particulas de papel. funciona com qualquer coisa de plástico que se esfrega no cabelo.

Eletrização por Contato

Ao se pegar um corpo eletrizado e encostá-lo em um neutro, este cede uma parte de sua carga ao corpo neutro, deixando-o com carga de mesmo sinal que o primeiro. Suponhamos que uma das esferas seja a esfera "A" e a outra, esfera "B", digamos que a esfera "A" está eletrizada negativamente e a esfera "B" está neutro, ao entrarem em contato, os elétrons em excesso na esfera "A", espalham-se pelo conjunto. Assim, "A" continua negativa, mas com um menor número de elétrons em excesso e "B", que estava neutro inicialmente, eletriza-se negativamente. Logo, como as duas esferas estão eletrizadas com cargas de mesmo sinal elas se repelem saindo do contato. Mas, se considerarmos as esferas "A" e "B" como condutores de mesmas dimensões, após o contato eles terão cargas iguais.

(QA + QB)/2

Eletrização por Aquecimento ou Piroeletrização

Ao aquecermos determinados corpos, estes adquirem algum dos tipos possíveis de carga. A este tipo possível de eletrização chamamos Piroeletrização. Isso explica porque a Marina é tao chata!

Geração

Um exemplo típico de geração casual de eletricidade estática em nosso corpo ocorre quando vestimos roupas de lã, etc. Um fator importante na geração de eletricidade estática é a umidade, pois quanto mais seco estiver o ar, mais facilmente a carga se desenvolve.

Influência em máquinas e equipamentos

Na aviação, a eletricidade estática é factor relevante à segurança das aeronaves. Um avião, por exemplo, após aterrisar necessita ser descarregado estaticamente, pois a tensão desenvolvida pode facilmente ultrapassar 250.000 volts.

Os helicópteros também precisam ser descarregados eletricamente, pois a carga eletrostática acumulada na fuselagem pode provocar faíscas e, conseqüentemente, explosões ao se aproximarem do local de aterragem.

Nos automóveis também ocorre a eletrização, quando estes são submetidos a grandes velocidades ao ar seco, podendo seus ocupantes ao sair ou entrar no veículo tomarem uma descarga elétrica. Há relatos de acidentes com incêndios em postos de abastecimento causados por faisca devidas a descargas eletrostaticas durante o manuseio da bomba de combustível.

Em eletrônica, a eletricidade estática é objeto de estudo e pesquisa, pois muitos são os danos causados pela carga dos corpos e sua consequente descarga em equipamentos e componentes sensíveis, como por exemplo, placas-mãe de computadores, módulos de memória, etc.

Recentemente (2003), ocorreu um acidente que, presume-se, foi causado por uma faisca devida a uma descarga eletrostática num foguetão brasileiro na base aeroespacial de Alcântara, cuja explosão causou a morte de diversos técnicos e engenheiros.

Ver também

• Eletrostática
• Tales de Mileto