Tópicos de Física 3 - Parte 1-022-024

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20 UNIDADE 1 | ELETROSTÁTICA
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Um material é chamado condutor elétrico quando há nele grande quantidade 
de portadores de carga elétrica que podem se movimentar com grande facili-
dade. Caso contrário, ele será denominado isolante elétrico.
6. Condutores e isolantes elétricos
Em alguns corpos, podemos encontrar portadores de cargas elétricas com 
grande liberdade de movimentação. Esses corpos são denominados condutores 
elétricos. Nos demais, essa liberdade de movimentação praticamente não existe; 
esses corpos são denominados isolantes elétricos ou dielétricos.
 Em condutores eletrizados em equilíbrio eletrostático, as cargas elétricas distribuem-se 
na superfície externa. Por enquanto, pode-se dizer que isso ocorre devido à repulsão entre 
cargas elétricas de mesmo sinal, que buscam maior distanciamento entre si. 
Tanto um condutor como um isolante podem ser eletrizados. É importante ob-
servar, porém, que, no isolante, a carga elétrica em excesso permanece exclusiva-
mente no local onde se deu o processo de eletrização, enquanto no condutor essa 
carga busca uma situação de equilíbrio, distribuindo-se em sua superfície externa.
Woody Lawton Rick/Acervo do fotógrafo
 O fio de cobre, largamente 
utilizado nas instalações 
elétricas, é um condutor e a 
capa plástica que o envolve é 
um isolante.
Os metais, a grafita, os gases ionizados e as soluções eletrolíticas são 
exemplos de condutores elétricos.
O ar, o vidro, a borracha, a porcelana, os plásticos, o algodão, a seda, a lã, as 
resinas, a água pura, o enxofre e a ebonite são exemplos de isolantes elétricos.
Quando se diz que um material é condutor, deve-se entender que se trata de 
um bom condutor. Do mesmo modo, quando se diz que um material é isolante, 
estamos nos referindo a um bom isolante.
Tanto os condutores como os isolantes podem ser encontrados nos estados 
sólido, líquido ou gasoso.
Em relação aos portadores de cargas elétricas que podem se movimentar com 
grande facilidade, os condutores classificam-se em três casos: condutores de 
primeira, segunda e terceira espécies.
Condutores de primeira espécie
São aqueles nos quais os portadores móveis de carga são os elétrons livres. 
Embora a existência dos elétrons livres só possa ser justificada pela Física Quânti-
ca, pode-se dizer, de um modo mais simples, que esses elétrons têm grande liber-
dade de movimentação por estarem muito afastados dos núcleos dos átomos dos 
quais fazem parte e, além disso, por serem atraídos fracamente em várias direções 
e sentidos pelos núcleos existentes ao seu redor.
São classificados como condutores de primeira espécie os metais e a grafita.
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21TÓPICO 1 | CARGAS ELÉTRICAS
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 A solução aquosa de cloreto de sódio (sal de 
cozinha) é condutora. Nos fios, movimentam-se 
elétrons e, na solução, íons.
 A tensão elétrica aplicada entre as extremidades da 
lâmpada fluorescente ioniza o gás existente em seu 
interior, tornando-o condutor.
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7. Processos de eletrização
Como vimos, um corpo estará eletrizado quando possuir mais elétrons do que 
prótons ou mais prótons do que elétrons. Um corpo neutro, por sua vez, tem igual 
número de prótons e de elétrons. Assim, para eletrizá-lo negativamente basta 
fornecer elétrons a ele. Por outro lado, para adquirir carga positiva, o corpo neu-
tro deve perder elétrons, pois dessa forma ficará com mais prótons do que elétrons.
Denomina-se eletrização o fenômeno pelo qual um corpo neutro passa a 
eletrizado devido à alteração no número de seus elétrons.
Os processos mais comuns de eletrização são descritos a seguir.
Eletrização por atrito de materiais diferentes
Esse é o primeiro método de eletrização de que se tem conhecimento. Como 
vimos, data do século VI a.C., quando Tales de Mileto observou pela primeira 
vez que o âmbar, ao ser atritado com tecido ou pele de animal, adquiria a pro-
priedade de atrair pequenos pedaços de palha.
Experimentalmente, comprova-se que, ao atritar entre si dois corpos neutros 
de materiais diferentes, um deles recebe elétrons do outro, ficando eletrizado com 
carga negativa, enquanto o outro – o que perdeu elétrons – adquire carga positiva.
Ao se atritar, por exemplo, seda com um bastão de vidro, constata-se que o vidro 
passa a apresentar carga positiva, enquanto a seda passa a ter carga negativa. 
Entretanto, quando a seda é atritada com um bastão de ebonite, ela torna-se 
positiva, ficando a ebonite com carga negativa.
Os corpos atritados adquirem cargas de mesmo módulo e sinais opostos.
Condutores de segunda espécie
Nos condutores de segunda espécie, os portadores móveis de 
carga são íons positivos e íons negativos, isto é, átomos (ou gru-
pos de átomos) que, por terem perdido ou recebido elétrons, pas-
sam a ter o número de prótons diferente do número de elétrons.
Íons são encontrados em soluções eletrolíticas, por exemplo, 
soluções aquosas de alguns ácidos, bases ou sais.
Condutores de terceira espécie
Nos condutores de terceira espécie, os portadores 
móveis de carga podem ser íons positivos, íons nega-
tivos e elétrons livres. Isso ocorre nos gases ionizados.
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vidro neutro
seda
vidro
seda neutra
antes do atrito
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após o atrito
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ebonite neutra
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seda
ebonite
seda neutra
antes do atrito
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após o atrito
NOTA!
A ebonite é obtida pela 
vulcanização da borracha 
com excesso de enxofre. 
Essa substância é um iso-
lante eletrotérmico, sendo 
muito usada na confecção 
de cabos de panelas e in-
vólucros de interruptores 
e tomadas.
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22 UNIDADE 1 | ELETROSTÁTICA
A partir do experimento descrito, surgiu a conve niência de se ordenarem os 
materiais em uma lista chamada série triboelétrica. A confecção dessa lista 
obedece a um critério bem definido: um elemento da relação, ao ser atritado 
com outro que o segue, fica eletrizado com carga elétrica positiva e, ao ser 
atritado com o que o precede, fica eletrizado com carga elétrica negativa.
Observe a série. Quando atritamos, por exemplo, um bastão de vidro com 
poliéster, o vidro torna-se positivo (perde elétrons) e o poliéster, negativo (recebe 
elétrons). No entanto, se atritarmos o bastão de vidro com pele de coelho, o vidro 
ficará eletrizado negativamente e a pele de coelho, positivamente. Assim, quem 
está acima na série triboelétrica fica eletrizado positivamente quando atritado 
com quem está abaixo, que fica eletrizado negativamente.
Série triboelétrica
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pele de coelho
vidro
cabelo humano
mica
lã
pele de gato
seda
algodão
âmbar
ebonite
poliéster
isopor
plástico
 Após o atritamento com o cabelo de uma pessoa, o pente 
passou a apresentar cargas elétricas negativas em 
excesso, tornando-se eletrizado
(consultar a série triboelétrica). Na aproximação, as 
bolinhas de isopor, muito leves, são atraídas. As cargas
não são descarregadas para a mão da pessoa porque o 
material do pente é péssimo condutor. As cargas negativas, 
que apareceram em excesso, ficam localizadas, isto é, não 
se distribuem pela superfície, como ocorre em
um material condutor.
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durante
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depois
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Eletriza•‹o por contato 
Quando dois ou mais corpos condutores são colocados em contato, estando 
pelo menos um deles eletrizado, observa-se uma redistribuição de carga elétrica 
pelas suassuperfícies externas.
Considere, por exemplo, dois condutores A e B, estando A eletrizado negati-
vamente e B, neutro.
É importante observar que, ao se fazer contato entre esses dois condutores, 
obtém-se um novo condutor de superfície externa praticamente igual à soma das 
superfícies individuais.
Assim, a carga elétrica de A redistribui-se sobre a superfície total.
É importante também notar que o corpo inicialmente neutro adquire carga de 
mesmo sinal da carga do corpo que já estava eletrizado e que a soma algébrica das 
cargas elétricas deve ser a mesma antes, durante e depois do contato.
A quantidade de carga elétrica existente em cada um dos condutores no final 
do processo depende da forma e das dimensões deles.
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