Qual a diferença entre acrescentarmos elétrons a um isolante e a um condutor

Os processos de eletrização ocorrem quando os elétrons passam de um corpo para outro devido a uma diferença na quantidade de carga elétrica. Um corpo é considerado eletrizado quando o número de prótons e elétrons for diferente.

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Quais são os processos de eletrização

Existem três processos de eletrização: eletrização por atrito, eletrização por contato e eletrização por indução. A seguir veremos cada um deles detalhadamente.

Eletrização por atrito

Quando dois corpos são esfregados um contra o outro, geralmente acontece o processo de eletrização por atrito. Esse processo é mais comum em materiais isolantes. Ao atritar dois corpos, fornecemos energia aos elétrons desses materiais. Nos materiais isolantes, os elétrons são atraídos mais fortemente para o núcleo de seus átomos.

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No processo de eletrização por atrito, um corpo perderá elétrons e o outro ganhará elétrons. Dessa maneira, os corpos terão cargas de mesmo módulo, mas com sinais contrários.

Não são todos os corpos que possuem a capacidade de serem eletrizados por atrito. Quando atritamos dois materiais, um deles terá a maior tendência a receber cargas positivas do que outro. A separação entre esses materiais é feita pela série triboelétrica.

Eletrização por contato

Quando dois corpos condutores se tocam, e se menos um deles estiver carregado, ocorre o processo de eletrização por contato. Esse processo de eletrização acontece mais em materiais condutores, porque os elétrons ficam mais livres dentro desses materiais.

Essa é a maneira mais simples de eletrizar um corpo. As etapas da eletrização por contato são: quando um corpo condutor com excesso de elétrons negativos encosta em um corpo neutro. Esse segundo corpo também ficará eletrizado negativamente.

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Na eletrização por contato, a troca de carga entre os corpos dependerá das dimensões dos condutores. Caso os corpos tenham a mesma dimensão, depois do contato, os corpos terão cargas iguais.

Eletrização por indução

O processo de eletrização por indução significa que a carga elétrica passa de um corpo eletrizado para um outro corpo sem que haja o contato entre eles. Esse processo de eletrização é baseado na atração e repulsão de cargas elétricas, que é explicado pela Lei de Coulomb.

Suponhamos que há um corpo eletrizado positivamente e um corpo neutro. O corpo eletrizado recebe o nome de indutor e o corpo neutro é o induzido. Quando o indutor se aproxima do induzido, as cargas positivas do indutor atrairão as cargas negativas do induzido e repelirão suas cargas positivas. Ao conectar o induzido à terra por um fio condutor, os elétrons da terra neutralizam as cargas positivas desse corpo, de modo que ele fica eletrizado negativamente.

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Os processos de eletrização estão muito presentes em nosso cotidiano. Por exemplo, quando tomamos choque ao tocar em alguém ou ao sair do carro, isso acontece devido à eletrização por atrito. Já os raios são exemplos de eletrização por indução.

Materiais condutores e isolantes

As diferenças entre materiais condutores e isolantes são simples. A grosso modo, os condutores permitem que os elétrons fluam livremente, já os isolantes dificultam o trânsito de elétrons.

Materiais condutores possuem uma grande quantidade de elétrons livres, que podem ser conduzidos quando há uma diferença de potencial elétrico entre dois pontos do condutor. Materiais como o cobre são condutores elétricos.

Os materiais isolantes não possuem elétrons livres. O que não permite a passagem de elétrons. Materiais como a borracha são isolantes elétricos.

Mapa mental

Para facilitar o entendimento dos conceitos dos processos de eletrização, preparamos o mapa mental abaixo:

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Note como os processo de eletrização são distintos entre si. Aproveite e use esse material para reforçar seus estudos.

Lei de Coulomb e o processo de eletrização

A Lei de Coulomb diz respeito às forças de interação entre duas cargas elétricas. Quando um corpo é eletrizado por indução, por exemplo, as cargas são atraídas e repelidas dentro desse mesmo corpo devido à Lei de Coulomb.

Vídeos sobre processos de eletrização

Confira algumas videoaulas para aprender ainda mais os processos de eletrização. Com exemplos e explicações didáticas, você ficará expert no assunto! Veja:

Demonstração experimental dos processos de eletrização

Além de conferir ótimas explicações, você ainda verá práticas que mostram como os processos de eletrização acontecem e como foram feitas as primeiras experiências.

Eletrização por contato

Com demonstrações fáceis e muito didáticas, você aprende tudo sobre os processos de eletrização por contato nesse vídeo.

Eletrização por indução

Aprenda tudo sobre o processo de eletrização por indução com essa aula detalhada e cheia de dicas especiais.

Os processos de eletrização são uma parte fundamental da eletrostática e seus efeitos intrigam os seres humanos desde a Grécia antiga. Para compreender melhor como as cargas interagem entre si, estude sobre a Lei de Coulomb.

Referências

YOUNG, H. D. et al. Física III: eletricidade e magnetismo. São Paulo: Addison Wesley. 2016.

Por Hugo Shigueo Tanaka

Divulgador Científico e co-fundador do canal do YouTube Ciência em Si. Historiador da Ciência. Professor de Física e Matemática. Licenciado em Física pela Universidade Estadual de Maringá (UEM). Mestre em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM). Doutorando em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM).

1. [UFJF]

Luiz e Sergio brincam de cabo de guerra eletrostático: uma bolinha de isopor, eletrizada positivamente por atrito, e pendurada por um fio de seda a um suporte, de forma que ela possa balançar livremente. CA um escolhe um bastão diferente para eletrizar, e depois de atritarem uma das extremidades de cadas bastão, colocam-nos em posições opostas mas equidistantes, a bolinha. Ganha o jogo quem tiver eletrizado mais seu próprio bastão. Na brincadeira, a bolinha se deslocou para uma posição de equilíbrio mais próxima ao bastão de Luiz. Pode-se afirmar com certeza somente que:

a) Se os bastões tem cargas opostas entre si, então Luiz ganhou a brincadeira.
b) Se os bastões tem cargas opostas entre si, então Sergio ganhou a brincadeira.
c) Se os bastões tem cargas positivas, então Sergio ganhou a brincadeira.
d) Se os bastões tem cargas negativas, então Sergio ganhou a brincadeira.
e) Se os bastões tem cargas positivas, então Luiz ganhou a brincadeira.

Podemos concluir que, se ambos os bastões têm carga positiva e a bolinha se aproximou mais de Luiz, então Sergio ganhou a brincadeira, pois conseguiu eletrizar positivamente uma quantidade de cargas superior à de Luiz.

Alternativa correta: C

2. [UFRGS]

Uma carga negativa Q é aproximada de uma esfera condutora isolada, eletricamente neutra. A esfera é, então, aterrada com um fio condutor. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem que aparecem.
Se a carga Q for afastada para bem longe enquanto a esfera está aterrada, e, a seguir, for desfeito o aterramento, a esfera ficará _______.
Por outro lado, se primeiramente o aterramento for desfeito e, depois, a carga Q for afastada, a esfera ficará ______.

a) eletricamente neutra – positivamente carregada
b) eletricamente neutra – negativamente carregada
c) positivamente carregada – eletricamente neutra
d) positivamente carregada – negativamente carregada
e) negativamente carregada – positivamente carregada

Quando a carga é afastada antes de se romper o contato com o fio terra, a esfera condutora permanece com carga NEUTRA, mas, por outro lado, se a carga é mantida próxima à esfera enquanto é rompido o contato de aterramento, a esfera fica eletrizada POSITIVAMENTE por indução, isto é, a carga negativa repele as cargas de mesmo sinal para o fio terra, que ao ser rompido, que deixa eletrizada a esfera com carga contrária ao indutor (positiva).

Alternativa correta: A