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Capítulo1-Cargas elétricas , isolantes e condutores Maria Antonieta Alm Isolantes e condutoresIsolantes e condutoresIsolantes e condutoresIsolantes e condutores O grande impulso na compreensão dos fenômenos elétricos se deve ao desenvolvimento da “máquina eletrostática”. A invenção original deveu- se a Otto von Guericke, engenheiro e diplomata alemão, e por algum tempo, prefeito de Magdeburg, que no fim da década de 1640, interessou-se por física. Ele utilizou uma esfera de enxofre puro que foi fixada em um eixo que podia girar. Von Guericke verificou que se esfregasse a esfera com a mão, à medida que girava a esfera adquiria poderes de atração e expelia centelhas. Ele não percebeu que os efeitos observados eram devidos à eletricidade estática. Mas o estudo da eletricidade realmente só se desenvolve a partir da década de 1720. Foi quando Stephen Gray ,filósofo pouco conhecido, estimulado pelos trabalhos de Von Guericke e Hawksbee, realizou uma série de experiências usando a máquina eletrostática. Naquela ocasião, se considerava que a carga elétrica era inseparável do corpo eletrizado. Em 1729, Stephen Gray descobriu que era possível transferir para outros corpos a eletricidade produzida no vidro, por atrito, através de um grupo de materiais. Entre esses materiais estavam os metais. Depois da morte de Gray, em 1736, Jean Théophile Desaguliers (1683-1744) continuou seus experimentos. Ele denominou não-elétricos ou condutores os materiais que permitiam o transporte de eletricidade. Hoje sabemos os condutores metálicos contêm alguns elétrons que se deslocam com facilidade no seu interior (elétrons livres).São os elétrons da banda de condução. Se tocarmos com um bastão de PVC eletrizado negativamente um tubo de alumínio que está em contato com um papel de alumínio, os elétrons em excesso no PVC fluem através do tubo de alumínio se distribuindo entre ele e o papel de alumínio. O papel de alumínio adquire a mesma carga elétrica do tubo de alumínio, sendo repelido por ele. Os materiais que não permitem o movimento de cargas elétricas no seu interior são denominados isolantes. Eles não possuem elétrons livres. Como exemplo isolantes podemos citar o acrílico, seda, lã, PVC etc. Os isolantes se eletrizam por atrito, mas não se eletrizam quando são colocados em contato com outro corpo eletrizado. Leia a respeito da evolução das idéias sobre forças elétricas no complemento a História da eletricidade. Condutores são os materiais que permitem o deslocamento de cargas elétricas no seu interior CONDUTORES Figura 9 – O bastão de alumínio conduz a carga elétrica do bastão de PVC para a folha de alumínio. eida pág. 6 Isolantes são os materiais que não permitem o deslocamento de cargas elétricas no seu interior. ISOLANTES Capítulo1-Cargas elétricas , isolantes e condutores É possível carregar condutores por atrito, por contato e pelo processo de indução. No processo de indução se utiliza a separação das cargas elétricas produzida em um condutor neutro por um corpo eletrizado para eletrizá-lo. Figura 10- Eletrização por indução Figura 11-Eletrização por indução Maria Antonieta Almeida pág. 7 Capítulo1-Cargas elétricas , isolantes e condutores Maria Antonieta Almeida pág. 8 Por exemplo, se desejarmos carregar o condutor A com carga elétrica negativa podemos encostá-lo em um condutor neutro B, transformando-os em um único condutor. Aproxima-se de B um corpo carregado com cargas negativas. As cargas negativas do corpo carregado repelem os elétrons do corpo B, produzindo o aparecimento de cargas elétricas negativas em A. Separa-se A e B mantendo o corpo carregado na sua posição. A seguir, afasta-se o corpo carregado. O condutor A fica com carga negativa e o condutor B com carga positiva. Para que as cargas elétricas permaneçam nos condutores, eles têm que ser separados dos outros corpos por isolantes. Na Figura 9, o papel de alumínio está isolado do suporte por fios de seda. Na Figura 11, as esferas condutoras foram isoladas da mesa por suportes de acrílico. Para eletrizar um bastão de metal por atrito é necessário segurá-lo com um material isolante para que as cargas elétricas não fluam para o nosso corpo, que é um condutor. Não é possível carregar isolantes por indução por que não existe um movimento real de cargas elétricas no seu interior. Na presença de materiais carregados, as nuvens de elétrons são deformadas dando origem a uma pequena separação de cargas elétricas. A Figura 12 mostra a distribuição de cargas elétricas em duas esferas isolantes que sofreram o processo da Figura 10. ! Isolantes são materiais que se eletrizam facilmente por atrito com outro isolante. Neles as cargas elétricas têm dificuldade de se deslocar. ! Condutores são materiais onde as cargas elétricas se deslocam com facilidade. Eles podem ser eletrizados por atrito, contato e indução. Figura 12- Não é possível eletrizar materiais isolantes por indução. Isolantes e condutores
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