1.1) Carga Elétrica

1.1) Carga Elétrica

 Há séculos atrás alguns fenômenos envolvendo certos tipos de materiais foram observados. Por exemplo: Um bastão de vidro e um pedaço de seda normalmente não se atraem.  Mas quando  a seda é esfregada no bastão de vidro, eles começam a se atrair. Também foi notado que nessa condição de atração mutua, se eles se tocassem voltam a sua condição original de não se atraírem.

    Outros materiais também têm essa característica como, por exemplo, o plástico, a cera, lã, etc...   

   Outra observação importante foi que ao esfregar dois bastões de vidro com um pedaço de seda, eles começavam a se repelir. Mas se um bastão de vidro fosse esfregado com um pedaço de seda e outro bastão fosse esfregado com um pedaço de lã, eles se atraiam.    

    Logo se cogitou que o ato de esfregar o bastão de vidro com a seda ou com a lã retirava do bastão uma espécie de “fluido invisível”, e que  esse fluido ficava na lã. Acreditava-se que o  atrito entre os materiais carregava o fluxo  de um material para o outro.  Daí surgiu o termo “carga”.     

    Benjamin Franklin estudando o fenômeno de um bastão de cera esfregado com lã, concluiu que o tipo de carga que estava associada com a cera friccionada era negativa, devido quantidade negativa (falta) do “fluido” que foi retirado pela lã. Já a lã ficaria com o tipo de carga positiva, pois teria uma quantidade positiva (excesso) do “fluido”.     

    Essa conclusão causaria no futuro uma grande confusão para quem estuda eletricidade!     

    De todas as observações feitas foi criada a Lei da atração e repulsão.     

    É certo que:

• Um objeto com carga positiva repele outro objeto com carga  positiva.
• Um objeto com carga positiva atrai outro objeto com carga negativa.
• Um objeto com carga negativa repele outro objeto com carga negativa
• Um objeto com carga negativa atrai outro objeto com carga positiva.

     Disso se deduz que:    
                  “Cargas iguais se repelem e cargas diferentes se atraem.”  
   

     Muito mais tarde foi descoberto que todo corpo é constituído de pequenas partes chamadas moléculas. O vidro,  caderno, ferro, alumínio, plásticos, madeira, lápis, enfim tudo que ocupa lugar no espaço é constituído de moléculas.     

      As moléculas são formadas por partes menores ainda, chamadas átomos. E os átomos por sua vez podem são formados por pequenas partículas: os prótons, os nêutrons e os elétrons.     

      O elétron é a partícula do átomo que tem carga negativa, o próton tem carga positiva e o nêutron não tem carga.     

      A estrutura do átomo muito se parece com um sistema planetário onde no centro fica o planeta e girando em volta dele ficam os satélites.   No átomo, no centro ficam os prótons e os nêutrons e girando em sua volta ficam os elétrons.

     O que diferencia um átomo dos outros é  o numero de elétrons , conseqüentemente o numero de prótons e nêutrons.     

      Átomos são demasiado pequenos para serem vistos, mas se pudéssemos olhar para um, que pode revelar-se algo parecido com isto:  

 O desequilíbrio de elétrons entre os objetos é chamado de eletricidade estática.   É estática porque os elétrons que foram transferidos de um objeto para o outro tendem a ficar parados.     

      Através de experiências, hoje se sabe que no caso do atrito entre a cera e a lã, esta ultima perde elétrons e a cera ganha elétrons, ou seja, como a cera ganhou elétrons, ela adquiriu carga elétrica negativa. E como a lã perdeu elétrons, ela terá carga elétrica positiva.     

      Portanto, ao contrario do que pensava Benjamin Franklin, as cargas elétricas (elétrons) movem-se do negativo para o positivo.    

     O sentido da movimentação das cargas elétricas idealizado por Benjamin Franklin foi chamado de Sentido Convencional e o sentido real descoberto nas pesquisas foi chamado de Sentido Verdadeiro.

     Como o sentido da movimentação das cargas elétricas não altera a solução pratica dos problemas de eletricidade e em homenagem a Benjamin Franklin até hoje é mantido nos circuitos o sentido convencional.

      Curiosidades:

• Como conseqüência dos deslizamentos das camadas de nuvens, que acontecem com mais freqüência durante a formação de tempestades, elas se carregam com eletricidade. A descarga dessas cargas é o que chamamos de raio.
• Alguns caminhões que carregam combustíveis possuem uma corrente metálica que se arrasta no chão. Ela tem a finalidade de descarregar para terra as cargas elétricas que aparecem pelo atrito do combustível com as paredes do tanque, devido a balanços e também atrito do caminhão com o próprio ar. Como os pneus são isolantes, as cargas não escoam e se acumulam. Quando alguma pessoa toca qualquer parte metálica do caminhão, pode ocorrer uma faísca e se isso ocorrer perto da saída de combustível existe o perigo de incêndio do combustível.  A corrente impede que as cargas se acumulem.
• Ao caminhar em carpetes, principalmente em dias secos, podemos tomar um “choque” quando encostamos na maçaneta metálica de portas. Isso ocorre pela eletricidade estática acumulada pelo atrito dos nossos sapatos com o carpete.  O mesmo ocorre quando tocamos a maçaneta de automóveis. Nos dias úmidos isso não acontece, pois a umidade descarrega as cargas antes que se acumulem
• A eletricidade estática pode danificar facilmente componentes eletrônicos sensíveis.  Por isso é aconselhável que se use pulseiras condutoras aterradas ao trabalhar com estes componentes.