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da cartolina. Deve-se apertar
as metades das tirinhas uma contra a outra para que \ufb01quem bem pro´ximas ao
serem soltas, ou ate´ mesmo se tocando. Apo´s esta preparac¸a\u2dco, carrega-se um
canudo pla´stico por atrito. Raspa-se o canudo atritado em um u´nico ponto
da cartolina. Repete-se este procedimento algumas vezes e se afasta o canudo.
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Observa-se que todas as tirinhas se abrem, com as metades \ufb01cando afastadas
entre si.
A mesma experie\u2c6ncia pode ser repetida com uma cartolina maior, de 60 cm
por exemplo. Para isto podem ser prendidos dois canudos verticais, um a 20
cm de uma extremidade, e outro a 40 cm da mesma extremidade. Espalham-
se tirinhas de papel de \u201cseda\u201d ao longo de seu comprimento. Observa-se que
todas elas se abrem quando um canudo atritado e´ raspado em uma das pontas
da cartolina. Em vez da cartolina, pode-se utilizar tambe´m um \ufb01o de cobre
encapado ao longo de todo o seu comprimento, exceto em uma pequena regia\u2dco
(que na\u2dco precisa ser sua extremidade) na qual sera´ raspado o canudo atritado.
Todas as tirinhas espalhadas ao longo do \ufb01o se abrira\u2dco quando se carrega o \ufb01o.
Constru´\u131mos agora um \ud447 com as partes horizontal e vertical sendo de pla´stico.
A borda superior horizontal pode ser uma re´gua pla´stica (com seu plano na ver-
tical), ou uma seque\u2c6ncia de canudos pla´sticos presos pelas extremidades. Na
parte horizontal do \ud447 se penduram as tirinhas de papel de \u201cseda.\u201d Carrega-se
um canudo pla´stico por atrito. Ele e´ enta\u2dco raspado em uma pequena regia\u2dco da
parte horizontal do \ud447 de pla´stico. Observa-se que as tirinhas na\u2dco se abrem, a
na\u2dco ser aquelas bem pro´ximas da regia\u2dco raspada.
Experie\u2c6ncia 7.2
Recorta-se um c´\u131rculo de papel com 20 cm de dia\u2c6metro. O plano do c´\u131rculo
vai \ufb01car na horizontal, suportado por alguns canudos pla´sticos verticais debaixo
dele. Faz-se com uma tesoura ou com uma furadeira de papel pares de furos lado
a lado, ao longo do dia\u2c6metro do c´\u131rculo. Entre cada par de furos dependura-se
uma tirinha de papel de \u201cseda\u201d dobrada ao meio. Outra possibilidade e´ na\u2dco
furar o disco, mas colocar va´rias tirinhas lado a lado, cada uma no formato da
letra \ud43f invertida, colada pelo lado menor. Duas tirinhas lado a lado va\u2dco \ufb01car
como a letra \ud447 , com a parte comprida da letra \ud447 sendo composta por 2 tirinhas
lado a lado, penduradas verticalmente. Carrega-se um outro canudo pla´stico
por atrito e ele e´ raspado em alguma borda do c´\u131rculo. Observa-se que todas
as tirinhas se abrem, mesmo as que esta\u2dco afastadas do ponto onde o canudo
atritado raspou no c´\u131rculo.
O mesmo efeito ja´ na\u2dco ocorre com um disco pla´stico ou de isopor. Neste caso
so´ se abrem as tirinhas pro´ximas a` regia\u2dco da raspagem. As tirinhas distantes
desta regia\u2dco na\u2dco se abrem.
Estas experie\u2c6ncias mostram que quando se carrega um condutor, as cargas
tendem a se espalhar por toda sua superf´\u131cie, na\u2dco \ufb01cando presas ao local onde
houve o contato do condutor com o corpo carregado. Ja´ em um isolante as
cargas na\u2dco se deslocam livremente por ele. Elas \ufb01cam presas ao local onde
foram geradas ou transferidas para o isolante. O mesmo havia sido observado
na Experie\u2c6ncia 6.25.
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7.2 Coletores de Carga
Nosso pro´ximo instrumento ele´trico e´ um coletor de carga. Ele e´ usado para
obter um pouco da carga de um corpo eletrizado. Depois de coletada, e´ poss´\u131vel
saber o sinal desta carga. Para isto basta aproxima´-la de pe\u2c6ndulos ele´tricos
previamente carregados positivamente e negativamente, ou de eletrosco´pios pre-
viamente carregados positivamente e negativamente. Os efeitos de atrac¸a\u2dco ou
repulsa\u2dco gerados sobre os pe\u2c6ndulos ou sobre os eletrosco´pios podem tambe´m
indicar se esta carga coletada e´ grande ou pequena. Embora o pro´prio pe\u2c6ndulo
e eletrosco´pio ja´ sirvam para a coleta de carga, vamos chamar de coletores a
alguns instrumentos feitos especi\ufb01camente para esta \ufb01nalidade. Outra poss´\u131vel
utilidade do coletor e´ a de servir como um transportador de carga entre dois
condutores separados espacialmente.
O coletor mais simples e´ uma bola feita de papel de alum\u131´nio e presa na
extremidade de um \ufb01o de seda ou de na´ilon, com a outra extremidade presa
a um canudo pla´stico, Figura 7.1. Em vez do papel de alum\u131´nio, pode-se usar
tambe´m qualquer esfera meta´lica apropriada. Como o \ufb01o de seda e´ isolante, ele
impede a fuga da carga coletada. Quanto maior for o dia\u2c6metro da esfera, mais
carga ela coletara´.
fio de seda
bola de papel
de alumínio
Figura 7.1: Um coletor de carga ele´trica.
Um segundo modelo ana´logo ao anterior e´ feito com uma bola de papel de
alum\u131´nio presa a` extremidade de um canudo de pla´stico, Figura 7.2. A diferenc¸a
em relac¸a\u2dco ao modelo anterior e´ que agora podemos coletar cargas nas partes
superior ou lateral de um condutor carregado, segurando o canudo por baixo ou
de lado. Isto e´, temos um controle melhor de onde leva´-lo.
Outro modelo e´ uma tira de papel de alum\u131´nio presa na ponta de um canudo
de pla´stico. Esta tira pode ter, por exemplo, um comprimento de 5 cm e uma
largura de 2 mm. Passa-se cola na ponta do canudo ou na extremidade da tira
e ela e´ colada no canudo, Figura 7.3.
Talvez o coletor de cargas mais antigo constru´\u131do exclusivamente com este
objetivo tenha sido feito por F. U. T. Aepinus (1724-1802). Na\u2dco existe nenhuma
pintura ou imagem conhecida de Aepinus.1 Seu coletor de cargas era simples-
mente uma pequena pec¸a meta´lica com cerca de 4 cm de comprimento, tendo
um pequeno gancho em sua parte central, no qual era amarrado um \ufb01o de seda
1[Aep79, pa´g. 62].
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bola de papel
de alumínio
canudo
plástico
Figura 7.2: Outro coletor de cargas.
tira de papel
de alumínio
canudo
plástico
Figura 7.3: Um terceiro tipo de coletor de cargas.
bem seco, para torna´-lo bem isolante. Descreveu este instrumento e va´rias ex-
perie\u2c6ncias interessantes realizadas com ele em um livro em latim publicado em
1759, Ensaio sobre a Teoria da Eletricidade e do Magnetismo.2
Um outro modelo e´ chamado de plano de prova, tendo sido inventado por
Charles-Augustin Coulomb (1736-1806) em 1787, Figura 7.4.3 Coulomb conhe-
cia a obra de Aepinus e a cita em seu trabalho.
Figura 7.4: Charles-Augustin Coulomb (1736-1806).
O plano de prova nada mais e´ do que um disco condutor preso no centro de
um dos lados por um suporte isolante. Coulomb o utilizou para determinar a
2[Aep79, pa´gs. 312-314].
3[Hei99, pa´g. 495].
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distribuic¸a\u2dco de carga ao longo das superf´\u131cies de dois ou mais condutores ele-
trizados que estavam em contato (esferas meta´licas se tocando, por exemplo).
A quantidade de carga armazenada pelo plano de prova e´ proporcional a` den-
sidade super\ufb01cial de carga no local do condutor que ele toca. O modelo que
vamos utilizar aqui e´ um disco de cartolina com 3 cm de dia\u2c6metro. Pode-se
colar papel de alum\u131´nio sobre uma das faces, mas isto na\u2dco e´ essencial. Corta-se
um pedac¸o de um canudo de pla´stico tendo 5 cm de comprimento. O canudo vai
\ufb01car ortogonal ao disco, como se fosse seu eixo de simetria. Uma das extremida-
des do canudo e´ presa no centro do disco com cola ou com um pedac¸o de massa
de modelar, Figura 7.5. Quando se manipula o plano de prova, deve-se tocar
apenas no canudo, mas na\u2dco na massa de modelar nem no disco de cartolina.
canudo plástico
disco de cartolina
Figura 7.5: Plano de prova de Coulomb.
Estes coletores va\u2dco ser utilizados em algumas experie\u2c6ncias descritas a seguir.
7.3 A Polarizac¸a\u2dco Ele´trica de Condutores
Experie\u2c6ncia 7.3
Vimos na Experie\u2c6ncia 6.12 que a cartolina e´ condutora e que o pla´stico e´ iso-
lante. Vamos enta\u2dco utilizar este fato para construir um disco condutor isolado
e enta\u2dco estudar seu comportamento na presenc¸a de corpos carregados. Vamos
utilizar dois eletrosco´pios carregados, um positivamente e outro negativamente,
ale´m de um terceiro eletrosco´pio descarregado. Recorta-se um disco de carto-
lina