Processos de eletrização

Os processos de eletrização possibilitam a eletrização de um corpo neutro, transformando-o em um corpo eletricamente positivo ou eletricamente negativo. Isso pode de três formas: por contato, por atrito ou por indução.

Leia também: Eletrostática — conceitos fundamentais do estudo das cargas elétricas

Resumo sobre processos de eletrização

• Os processos de eletrização podem ocorrer por contato, por atrito ou por indução
• Na eletrização por contato, tocamos um corpo qualquer com um corpo carregado. 
• Na eletrização por atrito, atritamos dois corpos neutros de diferentes materiais e os transformarmos em dois corpos carregados de mesma carga elétrica e sinais opostos.
• Na eletrização por indução, aproximamos um corpo carregado de um corpo neutro e depois ligamos este a um fio terra.
• Os condutores e isolantes são materiais ou substâncias que facilitam ou dificultam, respectivamente, a passagem de corrente elétrica em seu interior.

O que são os processos de eletrização?

Os processos de eletrização são fenômenos que propiciam a passagem de elétrons entre diferentes corpos através da energia liberada pelo atrito entre eles ou pela diferença na quantidade de cargas elétricas. Por meio da eletrização, a carga elétrica (propriedade intrínseca aos elétrons e prótons) é transferida entre os corpos, que podem receber ou doar elétrons.

Tipos de processos de eletrização

Os tipos de processos de eletrização ocorrem por contato, por atrito ou por indução.

→ Eletrização por contato

O processo de eletrização por contato é caracterizado pelo contato entre dois corpos, sendo obrigatoriamente um deles eletricamente carregado (excesso ou falta de elétrons). Nesse processo, teremos passagem de elétrons entre esses corpos até que estejam em equilíbrio, ou seja, até que ambos estejam com a mesma carga elétrica. Para determinar esse valor, basta calcular a média aritmética das cargas elétricas desses corpos pela quantidade de corpos.

Esse processo é realizado em duas etapas, conforme descrito na imagem e abaixo:

1. Toque de um corpo eletricamente carregado com um corpo neutro ou eletricamente carregado.
2. Separação dos corpos.

• Videoaula sobre eletrização por contato

→ Eletrização por atrito

O processo de eletrização por atrito é caracterizado pelo atrito entre dois corpos fabricados com materiais diferentes, e ambos precisam estar eletricamente neutros (com mesma quantidade de elétrons e prótons).

Nesse processo teremos a passagem de elétrons entre os corpos, de forma que um receberá elétrons, transformando-se em um corpo eletricamente negativo e o outro doará elétrons, transformando-se em um corpo eletricamente positivo. Isso é decidido com base na série triboelétrica, dada pela tabela abaixo:

Esse processo é realizado em duas etapas, conforme descrito na imagem e abaixo:

1. Atrito entre dois corpos neutros.
2. Separação dos corpos, que adquirirão cargas elétricas iguais, mas de sinais opostos.

Por exemplo, se atritamos um pano de poliéster com um cabo de madeira, após a sua separação, o pano de poliéster, que antes estava neutro, apresentará carga elétrica negativa, enquanto o cabo de madeira apresentará carga elétrica positiva. Com isso, ambos são capazes de atrair corpos de cargas opostas às deles. Para saber mais sobre esse tipo de eletrização, clique aqui.

→ Eletrização por indução

O processo de eletrização por indução é caracterizado pela aproximação entre um corpo neutro (induzido) e um corpo carregado (indutor) e a ligação deste a um fio terra.

Nesse processo teremos a transformação do corpo neutro em um corpo carregado, já que, ao aproximá-lo do corpo carregado, as cargas elétricas do corpo neutro serão polarizadas, assim, as cargas elétricas de mesmos sinais do corpo carregado se aproximarão e as cargas elétricas de sinais diferentes se afastarão, então, ao ligá-lo ao fio terra, essas cargas elétricas de sinais diferentes irão para a terra.

Esse processo é realizado por meio de quatro etapas, conforme descrito na imagem e abaixo:

Aproximação do corpo induzido ao corpo indutor.

1. Conexão do corpo induzido a um fio terra, recebendo elétrons da terra ou doando elétrons para a terra.
2. Retirada do fio terra.
3. Separação entre o corpo indutor e o corpo induzido.

Veja também: Lei de Coulomb e o cálculo da força de interação entre cargas elétricas

Exemplos de processos de eletrização no dia a dia

É comum depararmo-nos com os processos de eletrização no dia a dia. Pensando nisso, selecionamos algumas situações em que os processos de eletrização por contato, atrito ou indução estão presentes.

• Contato: tocar em fios, sem capa, da rede elétrica; receber choque ao tocar ou aproximar de alguém ou algo eletrizado.
• Atrito: passar o pente nos cabelos; dar choque nas pessoas enquanto ou após andar; limpar vidraria com panos de poliéster ou lã.
• Indução: os raios são ocasionados pelo processo de indução; aproximar um objeto carregado de um objeto neutro e depois o conectar este à terra, transformando-o em um objeto carregado.

Processos de eletrização em condutores e isolantes

Os condutores e isolantes são materiais ou substâncias capazes de se eletrizarem por todos ou algum dos processos de eletrização.

• Condutores elétricos: conseguem ser eletrizados por todos os processos de eletrização — por contato, atrito ou indução —, já que permitem o movimento das cargas elétricas em seu interior. Alguns exemplos são os metais e as soluções iônicas.
• Isolantes: conseguem ser eletrizados por atrito ao se atritarem a outro isolante, já que dificultam o movimento das cargas elétricas em seu interior. Alguns exemplos são a borracha, o papel, a madeira, o vidro.

Para transformarmos um material isolante em um material condutor, temos que romper a sua rigidez dielétrica pela aplicação de um campo elétrico com intensidade suficiente para ionizar seus átomos. Saiba mais sobre condutores e isolantes clicando aqui.

Saiba mais: 5 curiosidades sobre os raios

Exercícios resolvidos sobre processos de eletrização

1.  ​(UFSM-RS) Considere as seguintes afirmativas:

I. Um corpo não eletrizado possui um número de prótons igual ao número de elétrons.

II. Se um corpo não eletrizado perde elétrons, passa a estar positivamente eletrizado e, se ganha elétrons, negativamente eletrizado.

III. Isolantes ou dielétricos são substâncias que não podem ser eletrizadas.

Está(ão) correta(s)

a) apenas I e II.

b) apenas II.

c) apenas III.

d) apenas I e III.

e) I, II e III.

Resolução:

Alternativa A. As alternativas I e II estão corretas. A alternativa III está incorreta, pois os isolantes ou dielétricos são substâncias que podem ser eletrizadas, dependendo do campo elétrico em que os colocamos.

2. (PUC-RS) Durante as tempestades, normalmente ocorrem nuvens carregadas de eletricidade.

Uma nuvem está eletrizada quando tem carga elétrica resultante, o que significa excesso ou falta de _______, em conseqüência de _______ entre camadas da atmosfera. O pára-raios é um metal em forma de ponta, em contato com o solo, que _______ a descarga da nuvem para o ar e deste para o solo.

a) energia, choque, facilita

b) carga, atrito, dificulta

c) elétrons, atração, facilita

d) elétrons, atrito, facilita

e) prótons, atrito, dificulta

Resolução:

Alternativa D. Uma nuvem está eletrizada quando tem carga elétrica resultante, o que significa excesso ou falta de elétrons, em consequência do atrito entre camadas da atmosfera. O para-raios é um metal em forma de ponta, em contato com o solo, que facilita a descarga da nuvem para o ar e deste para o solo.

Quando uma nuvem eletrizada por atrito, apresentando excesso ou deficiência de elétrons, se aproxima do para-raio, este facilita a passagem da descarga da nuvem para a terra.

Fontes

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Eletromagnetismo (vol. 3). Editora Blucher, 2015.

SAMPAIO, José Luiz; CALÇADA, Caio Sérgio. Universo da Física: Ondulatória. Eletromagnetismo, Física Moderna. São Paulo: Atual, 2005.